FI92539B - Kytkentäpiiri - Google Patents

Description

1 92539

Kvtkentäpi iri Tämä keksintö koskee automaattista kytkentäpiiriä, erityisesti, muttei yksin käytettäväksi monistandardisessa televi-5 siolaitteessa, joka koskee monikanavaista ääntä, johon liittyy tavanomaisia televisiomuotoisia signaaleja.

Maailmalla on yleisessä käytössä monia televisiostandardeja. Kussakin näistä järjestelmistä moduloidaan videosignaalit, 10 jotka sisältävät väritietoa, kuvakantoaallolle ja äänisignaalit moduloidaan äänikantoaallolle, jonka taajuus eroaa kuva-kantoaallon taajuudesta määrällä, joka riippuu televisiojärjestelmästä ja järjestelmän paikallisesta standardista. Useimmat järjestelmät lähettävät myös taajuusmoduloituja (FM) is äänisignaaleja, vaikka yksi SECAM-järjestelmä lähettää ampli-tudimoduloitua (AM) ääntä.

Nykyään käytössä olevissa järjestelmissä ja standardeissa kuva- ja äänikantoaaltojen ero on 4,5 MHz, 5,5 MHz, 6,0 MHz tai 20 6,5 MHz riippuen televisiojärjestelmästä ja standardista.

Käyttöön on tulossa myös 5,7 MHz:n ja 6,2 MHz:n erot käytettäväksi stereofonista TV-ääntä varten. Tämä taajuusero säilyy muutettaessa välitaajuuteen (IF = intermediate frequency) televisiovastaanottimessa ja se muutetaan äänivälikantoaal-25 loksi äänen IF-signaalin tasapainotetulla demodulaatiolla kuvan IF-signaalista suodatetun kuvakantoaallon avulla. Täten äänidemodulaattoriin syötetyn äänivälikantoaaltosignaalin kantotaajuudella on yksi yllämainituista arvoista.

30 Tavanomaisissa televisiovastaanottimissa äänen IF-vaiheet ja äänidemodulaattori sisältää suodattimia ja viritettyjä piirejä, joiden resonanssitaajuudet on sovitettu järjestelmään ja standardiin, jota varten vastaanotin on tarkoitettu. Myös kuvan IF-vaiheet sisältävät resonanssiloukkuja estämään kuvan 35 häiriön äänen takia ja näiden loukkujen resonanssitaajuudet on samoin sovitettu käytössä olevaan järjestelmään ja standardiin.

2 92539 GB 2124060A (SPT Video) esittää piirijärjestelyn aikaansaamaan television äänitaajuuden, kuten äänivälikantoaaltotaa-juuden, automaattisen valinnan televisiovastaanottimessa useampien järjestelmien ja standardien televisiosignaalien 5 vastaanottamiseksi. Järjestely käsittää lukuisia kaistan-päästösuodattimia, jotka on viritetty äänen välikantoaallon eri taajuuksille. Suodattimien lähtöjen tasot määrää tason-havaitsemislaite ja ne syötetään piirijärjestelyyn havaittujen signaalien korkeimman tason havaitsemiseksi. Valintaa io säätävä väline valitsee sitten korkeimman tason taajuuden ja käyttää televisiolaitteen äänidemodulaattoria.

Ehdotettu stereosignaalien lähetysjärjestelmä liittymään tavanomaisiin televisiolähetyksiin, joka järjestelmä tunnetaan is nimellä NICAM, aikaansaa sarjatietovirran, joka on jaettu 728 bitin kehyksiin, joista kukin lähetetään millisekunnissa. Kullakin kehyksellä on: ensimmäinen kahdeksan bitin osa, joka käsittää kehyskohdistussanan (FAW = Frame Alignment Word), joka merkitsee kehyksen alun; toinen viiden bitin osa, joka 20 varustaa säätötietoa, jossa on yksi lippubitti (nimittäin C0, joka vaihtelee nollan ja ykkösen välillä joka kahdeksas millisekunti määrittääkseen parittomat ja parilliset kehykset 16 kehyksen sarjassa) ja neljä moodibittiä (nimittäin C3, C2, C3 ja C4, jotka merkitsevät siirretyn signaalin luonnetta, esi-25 merkiksi mono, stereo, kaksikielinen, data); kolmas yhdentoista bitin lisätieto-osa, joka on riippumaton säätötietobi-teistä; ja lopulta neljäs osa, jossa on kuusikymmentäneljä 11-bittistä sanaa, jotka vastaavat siirrettävää ääntä (tai dataa, jos sopivaa), tämän viimeisen osan ollessa kokonais-30 suuruudeltaan 704 bittiä.

Kussakin lähetetyssä kehyksessä käytetään limitystä 720 bitin lohkoon, mikä seuraa FAW:tä, sen takaamiseksi, että vierekkäisiä bittejä ei lähetetä peräkkäin monibittivirheiden vai-35 kutuksen minimoimiseksi. Limityskuvio asettaa databitit, jot ka ovat vierekkäin kehysrakenteessa televisiovastaanottimen antamana, asemiin, jotka ovat ainakin 16 kellojakson verran erillään lähetetyssä bittivirrassa (s.o. ainakin 15 muuta

II

3 92539 bittiä on niiden bittien välissä, jotka ovat vierekkäin annetussa kehysrakenteessa).

Äänisignaalien tuotannossa niistä otetaan näytteitä 32 kHz:n 5 taajuudella ja ne koodataan alunperin resoluutiolla 14 bittiä per näyte. Lähetystä varten vähennetään näytettä kohti oleva bittien lukumäärä kymmeneen, käyttäen lähes hetkellistä kom-pandointia ja yksi pariteettibitti lisätään 10-bittisen näy-tesanan loppuun virheen havaitsemis- ja suhdekertoimen νίβει o tittämistarkoituksia varten, jolloin tuloksena on 11-bittisiä sanoja kehyksen neljännessä osassa. Vastaanottimessa lähetetyt signaalit demultipleksoidaan äänilähdön tuottamiseksi.

Tämän keksinnön tarkoitus on aikaansaada automaattinen kyt-15 kentäpiiri monistandardista televisiolaitetta varten niin, että laite kykenee vastaanottamaan NICAM-signaaleja, jotka ovat enemmän kuin yhtä äänivälitaajuutta.

Keksinnöllä saadaan aikaan automaattinen kytkentäpiiri, joka 20 on tarkoitettu käytettäväksi NICAM-signaalien vastaanotossa, sisältäen suodatinvälineet NICAM-signaalien vastaanottamiseksi ja tietyn kaistan signaalien päästämiseksi ja kvadratuuri-vaiheavainnusdekooderin, joka on kytketty vastaanottamaan suodatinvälineiden päästämät signaalit, dekoodatun NICAM-?.5 signaalin tuottamiseksi, ja kytkentäpiiri lie on tunnusomaista, että se sisältää: oskillaattorivälineet kytkettyinä kvadratuurivaiheavain-nusdekooderiin useiden eritaajuisten signaalien kehittämiseksi, 30 demultiplekserivälineet kvadratuurivaiheavainnusdekooderin NICAM-antosignaalien vastaanottamiseksi äänettömän signaalin kehittämiseksi vasteena sille, että kvadratuurivaiheavainnus-dekooderilta ei ole antosignaalia, sekä äänisignaalin kehittämiseksi vasteena antosignaalille sekä 35 ohjauslogiikkavälineet jotka on tarkoitettu vasteena de- multiplekserivälineiden kehittämän äänettömän signaalin tuntemiselle kytkemään suodatinvälineitä ja oskillaattoriväli-neitä eri arvojen välillä, kunnes kvadratuurivaiheavainnus-dekooderi tuottaa dekoodatun NICAM-antosignaalin.

92539 4 Tämä keksintö sallii NICAM-signaalien lähetyksen useammalla kuin yhdellä äänen välitaajuudella (SIF = Sound Intermediate Frequency). Keksijät ovat arvioineet, että tunnettu automaattinen kytkentäpiiri monistandardista televisiolaitteistoa 5 varten ei ole sopiva NICAMrissa käytettyjen SIF:ien valitse miseksi. Piirijärjestelyssä, joka on esitetty GB 2124060A:ssa esimerkiksi tulosignaalien käsittely sen SIF:n määrittämiseksi, jonka äänidemodulaattori vastaanottaa, tapahtuu ennen signaalien demodulointia. Tälle vastakohtana tämä keksintö 10 aikaansaa arvon valitsemisen kaistanpäästövälinettä varten ja tästä johtuen vastaanotettavaa SIF:ä varten sen jälkeen, kun tulosignaali on demultipleksoitu. NICAMrin luonteen takia voidaan määrittää, lähetetäänkö NICAM-signaaleja tuolla erityisellä äänen välitaajuudella vai ei, vasta sen jälkeen kun is tietyllä äänen välitaajuudella tuleva signaali on demultipleksoitu.

Tarkkailuvälineessä on ensimmäinen lähtösignaali, jos demul-tipleksointitoiminta on aikaansaatu ja toinen lähtösignaali, 20 jos demultipleksointitoimintaa ei ole aikaansaatu ja niin tarkkailuväline mieluummin sisältää välineen toisen lähtösig-naalin tuottamisen viivästyttämiseksi sellaiseksi ajanjaksoksi, että toinen lähtösignaali tuotetaan, jos demultipleksointitoimintaa ei ole aikaansaatu mainittuna ajanjaksona. Tämä 25 vähentää vaaraa, että automaattinen kytkentäpiiri kytkeytyisi pois erityisestä kaistanpäästövälineen arvosta, jos signaalin lähettämisessä on hetkellinen keskeytys.

Ohjausväline sisältää mieluummin välineen kaistanpäästöväli-30 neen lukitsemiseksi erityiseen arvoon, jos demultipleksointi-toiminta aikaansaadaan sanotulle erityiselle arvolle.

Tämä keksintö käsittää myös laitteiston, jossa on automaattinen kytkentäpiiri, joka on määritelty tässä, ja sisältää 35 laitteiston käytettäväksi televisiovastaanottimessa tai vi deonauhoitus- ja/tai toistolaitteessa ja/tai käytettäväksi välineissä, jotka liittyvät televisiosignaalien lähettämiseen ja/tai vastaanottamiseen.

11.

5 92539

Jotta keksintö ymmärrettäisiin helpommin, annetaan nyt kuvaus vain esimerkinomaisesti, viittaamalla oheisiin piirustuksiin, joissa: 5 Kuvio 1 on kaaviokuva osasta television runkoa, jossa on tämä keksintö;

Kuvio 2 on kaaviokuva tämän keksinnön sisältävästä automaattisesta kytkentäpiiristä; 10

Kuvio 3 on kaaviokuva osasta kuvion 2 piiriä; ja Kuvio 4 on kaaviokuva vaihtoehtoisesta kuviossa 3 esitetystä järjestelystä.

15

Kuvio 1 esittää FM-television äänidemodulaatiopiirin, jota käytetään olemassaolevan televisiovastaanottimen rungossa ja johon edelleen liittyy stereosignaaIin käsittelypiirejä 1 NICAM-signaalien käsittelemiseksi. Äänidemodulaattoripiiri on 20 monistandardinen ja niin se käsittelee joko 5,5 MHz:n tai 6 MHz:n pää-äänikanavakantoaaltoa. Voidaan käsitellä myös toista 5,74 MHz:n äänikanavakantoaaltoa stereoäänen aikaansaamiseksi. Tätä varten piirissä on kolme keraamista tulosuodatin-ta 2, 3, 4, jotka ovat rinnakkaisia. FM-demodulaattori 5, jo-25 ka on kaksoisviritetty 5,5 MHz:n ja 6 MHz:n taajuudelle pää-äänikantoaaltoa varten, kytketään ensimmäiseen ja toiseen keraamiseen tulosuodattimeen 2, 3, jotka vastaavasti päästävät kantoaaltofrekvenssien 5,5 MHz ja 6 MHz signaalit. Ensimmäistä ja toista suodatinta 2, 3 ei kytketä. Toinen FM-demodu-30 laattori 6, joka on viritetty 5,74 MHz:iin toista äänikanavakantoaaltoa varten, kytketään kolmanteen keraamiseen tulo-; suodattimeen 4, joka päästää kantoaaltotaajuuden 5,74 MHz signaalit.

35 SIF-signaalin tulo äänen demodulaattoripiiriin on myös tulo stereosignaalin käsittelypiireihin 1 NICAM-signaalien käsittelemiseksi. Tavanomaisessa yksistandardisessa järjestelmässä NICAM-signaalien käsittelemiseksi on QPSK-dekooderi, demulti-plekseri, SIF-suodatin ja dekoodausoskillaattorikide taajuu- 6 92539 della, joka riippuu siitä yhdestä standardista, jota varten piiriä käytetään.

Kuten esitettiin edellä, NICAM-signaalit käsittävät digitaa-5 lista tietoa. Ne voidaan lähettää vaihtelemalla sinimuotoisen kantoaallon vaihetta, menetelmällä jota sanotaan vaiheavain-nukseksi (PSK = Phase Shift Keying). Kvadratuuri vaiheavain-nus (QPSK = Quadrature Phase Shift Keying) käyttää neljää vaihearvoa 45°, 135°, 225° ja 315°. QPSK-dekooderi dekoodaa 10 kantoaallon synnyttääkseen sen digitaalisen tiedon, josta signaali muodostuu. Näin tuotettu tieto demultipleksoidaan sitten äänilähdön tuottamiseksi.

Kuvio 2 esittää automaattista kytkentäpiiriä 1, joka sisältää 15 tämän keksinnön NICAM-signaalien käsittelemiseksi, mikä toi mii kuvion 1 FM-television äänidemodulaattorin toiminnasta riippumattomasti. SIF-signaali on tulo sarjaan 10 kytkettäviä tulokaistanpäästösuodattimia, jotka on esitetty kuviossa 2 käsittämään ensimmäisen ja toisen tulosuodattimen 11 ja vas-20 taavasti ensimmäisen ja toisen dekoodausoskillaattorikiteen 12 kytkentäverkossa. QPSK-dekooderin 13 lähtö on tulo NICAM-demultiplekseriin 14. Nykyään NICAM-signaaleja voidaan kantaa yhdellä kahdesta SIF:stä, 5,85 MHz tai 6,55 MHz. Jotta voitaisiin tuottaa äänen lähtösignaali, täytyy valita suodatin 25 11 ja dekoodausoskillaattorikide 12, joka vastaa tulosignaa- lin SIF:ä niin, että signaali voidaan päästää, dekoodata ja niin demultipleksoida.

Jos valitaan vääränarvoinen suodatin 11 ja dekoodausoskil-30 laattorikide 12, ei ole sopivaa tulosignaalia demultiplekse- riin 14 ja niin ei voida saavuttaa mitään demultipleksoin-titoimintaa. Sitten ei tuoteta mitään äänen lähtösignaalia, demultiplekseri 14 on äänettömässä moodissa, s.o. se tuottaa äänettömän lähtösignaalin. Säätölogiikka 15 tunnustelee ääne-35 töntä signaalia ja valitsee toisenarvoisen tulosuodattimen 11 ja dekoodausoskillaattorikiteen 12. Tulosuodattimia 11 ja de-koodausoskillaattorikiteitä 12 kytketään täten eri arvojen välillä, kunnes valitaan se suodattimen ja kiteen arvo, joka vastaa tulosignaalin SIF:ä. Sopivan arvon valinta riippuu i< 7 92539 siksi QPSK-dekooderista 14, joka todellisuudessa lukitsee kelpaavaan signaaliin, NICAM-demultiplekserin sitten toimiessa ei-äänettömänä (UNMUTING) , s.o. käsittely tehdään tiedon demulpleksoinnin jälkeen.

5 Säätölogiikka 15 oikean tulosuodattimen ja kiteen valinnan suorittamiseksi käyttää tunnustelupiiriä, jossa on kaksi vaihetta (ks. kuvio 3) . Ensimmäinen vaihe tarkkailee demulti-plekseriä 14 määrittääkseen, onko demultipleksointitoiminta io aikaansaatu ja sisältää kaksinopeuksisen aikavakioyksikön 20 ja Schmitt-liipaisimen 21. Kaksinopeuksista aikavakioyksikköä 20 käytetään demultiplekserin 14 äänettömällä lähdöllä, jolloin sallitaan aikavakiovaraajan nopea varaus (unmute), mutta hidas purkaus (muting). Tätä tasoa tarkkaillaan Schmitt-lii-15 paisinpiirissä 21 antamaan vastaavan digitaalisen lähdön, jo hon lyhyet äänettömät jaksot ja keskeytykset eivät vaikuta. Säätölogiikan ensimmäinen vaihe näinollen viivästyttää signaalin tuottamista, mikä merkitsee että mitään demultiplek-sointitoimintaa ei aikaansaatu, aikajaksolla, joka on riipoo puvainen yksikön 20 purkausnopeudesta ja estää päältä putoamisen johtuen hetkellisistä lyhyistä äänettömistä jaksoista.

Toisessa vaiheessa tulosuodatinta ja oskillaattoria varten olevat säätösignaalit ovat peräisin astabiilista oskillaat-25 torista 22, joka käy hyvin alhaisella nopeudella (hitaammin . kuin maksimi ennustettu lukittumisaika) ja jonka toiminnan sallii "äänetön" moodi, s.o. kun säätölogiikan 15 ensimmäinen vaihe tuottaa signaalin, mikä merkitsee, että mitään demulti-pleksointitoimintoa ei ole aikaansaatu, kytkeäkseen vuoronpe-30 rään kahden standardin välillä ja pysähtyäkseen kun signaali on täysin lukittu (mitä edustaa ei-äänetön (unmuted) signaali) . Salpa 23 pitää tämän arvon tarpeeksi pitkään tämän tilan varmistamiseksi, kunnes demultiplekseri taas on äänetön pidemmän aikaa kuin edellämainittu aikajakso.

35

Kuvio 4 esittää säätölogiikan toisen järjestelyn, jossa toista vaihetta käyttää mikroprosessori 30, jota käytetään tunnustelemaan äänettömän linjan tilaa, joko vuorotellen tai keskeyttämällä ja suorittamalla hakuoskillaattori ja salpa- 8 92539 toiminto. Mikroprosessoria voidaan myös käyttää varastoimaan standardi oletusarvo mitä tahansa ohjelmaa varten, täten vähennetään potentiaalisesti järjestelmän lukittumisaikaa ohjelmaa vaihdettaessa. Yksittäisen kanavastatuksen säilyttämi-5 nen muistissa voi tehdä kytkeytymisen hetkessä tapahtuvaksi ja automaattiseksi.

Kaksoisaikavakion toiminta voitaisiin suorittaa myös ohjelmallisesti mikroprosessorissa niin haluttaessa.

li

Claims (4)

1. Automaattinen kytkentäpiiri, joka on tarkoitettu käytettäväksi NICAM-signaalien vastaanotossa, sisältäen: suodatinvälineet (11) NICAM-signaalien vastaanottamiseksi 5 ja tietyn kaistan signaalien päästämiseksi ja kvadratuurivaiheavainnusdekooderin (13), joka on kytketty vastaanottamaan suodatinvälineiden (11) päästämät signaalit, dekoodatun NICAM-signaalin tuottamiseksi, tunnettu siitä, että se sisältää: io oskillaattorivälineet (12) kytkettyinä kvadratuurivai- heavainnusdekooderiin (13) useiden eritaajuisten signaalien kehittämiseksi, demultiplekserivälineet (14) kvadratuurivaiheavainnus-dekooderin (13) NICAM-antosignaalien vastaanottamiseksi is äänettömän signaalin kehittämiseksi vasteena sille, että kvadratuurivaiheavainnusdekooderilta (13) ei ole antosignaa-lia, sekä äänisignaalin kehittämiseksi vasteena antosignaa-lille sekä ohjauslogiikkavälineet (15), jotka on tarkoitettu vasteena 20 demultiplekserivälineiden (14) kehittämän äänettömän sig naalin tuntemiselle kytkemään suodatinvälineitä (11) ja oskillaattorivälineitä (12) eri arvojen välillä, kunnes kvadratuurivaiheavainnusdekooderi (13) tuottaa dekoodatun NICAM-antosignaalin.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen automaattinen kytkentäpiiri, tunnettu siitä, että ohjauslogiikkavälineet ’ (15) sisältävät: tarkkailuvälineet (20, 21) demultiplekserivälineiden (14) annon tarkkailemiseksi ennalta määrätyn ajan kestävästi, 30 astabiilit oskillaattorivälineet (22) suodatinvälineiden (11) ja oskillaattorivälineiden (12) kytkemisen aikaansaami-. seksi vasteena sille, että äänettömän signaalin kesto on pidempi kuin sanottu ennalta määrätty aika.

3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen automaattinen kytken-35 täpiiri, tunnettu siitä, että ohjauslogiikkavälineet (15) sisältävät lisäksi salpavälineet (23) suodatinvälineiden (11) salpaamiseksi erityiseen arvoon, jos kvadratuurivai-heavainnusdekooderi (13) tuottaa dekoodatun NICAM-antosignaalin. 10 92539

4. Patenttivaatimuksen 3 mukainen automaattinen kytken-täpiiri, tunnettu siitä, että ohjaus log iikka välineet (15) muodostavat osan mikroprosessoria (30) mikroprosessorin sisältäessä lisäksi välineet oletusarvon tallentamiseksi 5 kaistanpäästövälineille (11) oletusarvon ollessa tiettyä ohjelmaa varten. 92539 11 ί J