FI97668B - Rinnakkainen välitaajuinen (IF) ääni varustettuna vertailukantoaallolla joka saadaan valesynkroniselta videoilmaisimelta - Google Patents

Description

97668

Rinnakkainen välitaajuinen (IF) ääni varustettuna vertai-lukantoaallolla joka saadaan valesynkroniselta videoil-maisimelta.

5 Äänilähetys, joka liittyy TV kuvan siirtoon, esi merkiksi NTSC-järjestelmässä, jota käytetään Yhdysvalloissa, on taajuusmoduloitu (FM) signaali, joka lähetetään 4,5 MHz radiotaajuisen (RF) kuvakantoaallon yläpuolella. Kuten tässä ja patenttivaatimuksissa käytetään, termin televi-10 siovastaanotin tarkoitetaan sisältävän kaikki asiaan kuuluvat laitteet riippumatta siitä, onko näyttölaite olemassa tai ei, esim. televisiot ja videonauhurit. Tyypillisessä televisiovastaanottimessa kuva- ja äänisignaalit prosessoidaan yhdessä RF-asteen ja mikserin läpi (kut-15 sutaan joskus ensimmäiseksi ilmaisimeksi). Tyypillisesti nykyaikaiset TV-vastaanottimet ovat välitaajuusvastaanot-timia, ja niissä käytetään paikallista oskillaattoritaa-juutta, joka on viritetty vastaanotettavan taajuuden yläpuolelle. Sen tuloksena ääni- ja kuvakantoaallot esiin-20 tyvät siirrettynä välitaajuusosaan (IF), so. äänikantoa- allon taajuus esiintyy 4,5 MHz kuvakantoaallon taajuuden alapuolella. IF-taajuus, jota käytetään Yhdysvalloissa on tehokkaasti standardisoitu ja sen seurauksena iF-kuva- ja IF-äänikantoaaltosignaalit ovat 45,75 MHz ja 41,25 MHz 25 vastaavasti.

·:*·! On käytetty useita vaihtoehtoja mikserin tuottaman :**; IF-signaalin prosessoimiseksi edelleen. Tavanomaisessa vuorovaikutuskantoaaltojärjestelmässä, jota usein käyte-tään monofonisissa televisiovastaanottimisssa, kuva- ja 30 äänikantoaallot prosessoidaan virittimen jälkeen yhteises- • · · l'.\ sä IF-kanavassa. Kuvainformaatio on amplitudimoduloitu • · · ’ kuvakantoaallossa ja ilmaistaan verhokäyrä- tai synkroni- : sella ilmaisimella, ja prosessoidaan sen jälkeen videoka navassa. Taajuusmoduloidun audioinformaation palauttami-35 seksi nämä kaksi IF kantoaaltoa sekoitetaan muodostamaan 97668 2 välitaajuinen äänisignaali, jonka taajuus vastaa kantoaaltojen IF taajuuksien erotusta, esim. NTSC-järjestelmässä 45,75 MHz kuvakantoaalto sekoitetaan 41,25 MHz äänikanto-aaltoon tuottamaan 4,5 MHz välitaajuinen äänisignaali.

5 Taajuusmoduloitu (FM) välitaajuinen äänisignaali demoduloidaan sen jälkeen FM-ilmaisimessa, joka tuottaa audioinformaation.

Kuitenkin välitaaj uus järjestelmässä kohdistuu vuorovaikutusta ja häiriöitä 4,5 MHz äänikantoaaltosignaa-10 liin, joka voi aiheuttaa vääristymää tai muita vikoja ääneen. Sellaisen vuorovaikutuksen jotkut muodot ovat kuva-kantoaaltosignaalin moduloinnin aiheuttamia, kun se sekoitetaan äänikantoaaltosignaaliin. Esimerkiksi, kuten on tunnettua, TV vastaanottimien kuva-IF:n yleiset siirto-15 ominaisuudet on suunniteltu jälkikäteen lähettimessä tapahtuvaa kuvakantoaallon sivukaistamodulointia varten. Tyypillisen vastaanottimen ominaiskäyrään kuuluu suunnilleen lineaarinen vaimennusjyrkkyys (kutsutaan joskus "Ny-quist jyrkkyydeksi") yli ±750 KHz kaksoissivukaistan (DSB) 20 alueen (U.S. standardit), ja kuvakantoaallon taajuus sijaitsee kulmakertoimen keskikohdassa (-6dB suhteessa yhden sivukaistan osaan). Sen seurauksena sivukaistasignaalit, jotka esiintyvät symmetrisinä pareina DSB osassa, vaimennetaan asymmetrisesti siirto-ominaiskäyrän Nyqvist-jyrk-25 kyisessä osassa. Tämän sivukaistan asymmetrian tunnettu •j··· vaikutus on, että se tuottaa ei-toivottavan ilmiön, joka .·’·. on tunnettu satunnaisena kantoaallon vaihemodulaationa (ICPM) kuvakantoaaltosignaalissa, joka voi johtaa siihen, • ♦ · että toistettuun ääneen aiheutuu epämiellyttävä "surinaa".

, 30 Muuta ICPM-vääristymää voi aiheuttaa useat läh- • · · **j·* teet, joista kaikilla on vaikutuksena, että ne aiheuttavat

I I I

*·[ ’ ei-toivottua videotaajuuden vaihemodulaatiota kuvakanto- aaltoon, joka vaihemodulaatio edelleen siirtyy 4,5 MHz välitaajuiseen äänisignaaliin vastaanottimessa. Näin 4,5 35 MHz välitaajuiseen äänisignaaliin siirtynyt vaihemodulaa- 97668 3 tio aiheuttaa myös "surina" -vääristymää toistettuun äänisignaaliin vaihemodulaatiotaajuuksilla.

Muutamia syitä äänen surinaan ovat: 1) Nyqvist jyrkkyys: Kuten yllä todettiin, Nyqvist 5 jyrkkyys IF pinta-akustisessa suotimessa (SAW) tai muussa asiaankuuluvassa suotimessa aiheuttaa epäsymmetrian ylemmän ja alemman sivukaistan välillä kuvakantoaallossa. Tämä prosessi muuntaa kuvakantoaallon amplitudimodulaation (AM) vaihemodulaatioksi (PM), joka siirtyy suoraan 4,5 MHz au-10 dio apukantoaaltoon ja demoduloituu FM:ksi.

2) Videoharmoniset 4,5 MHz:llä: Koska videoilmai-simen aiheuttama tyypillinen säröytymä on 10%, 1,5 MHz ja 2,25 MHz videokomponenttien harmoniset ovat havaittavissa 4,5 MHz:llä. Keskinäismodulaatio tuottaa myös komponentte- 15 ja, jotka ovat lähellä 4,5 MHz:ä, kuten tahdistustaajuudet krominenssi- ja videoinformaation välillä 920 KHz taajuudella.

3) Ääni IF: n (SIF) AM-suodatus: Kuvakantoaallon epätäydellinen rajoitus johtaa videota koskevaan amplitu- 20 dimodulaatioon (AM) 4,5 MHz:llä. Toinen syy 4,5 MHz AM:oon on on keskinäismodulaatio videosignaalin ja 4,5 MHz:n välillä järjestelmissä, joissa 4,5 MHz saadaan videolähdös-tä. AM 4,5 MHz:llä johtaa surinaan johtuen SIF-signaalin rajoitetusta AM suodatuksesta (AMR). SIF-signaalin AMR on 25 funktio taajuudesta ja voimakkaasti riippuva funktio 4,5 *·’*· MHz:n amplitudista.

• · « • · 4) Krominenssi SIF:ään: Krominenssisurina aiheutuu • · » * kun 3,58 MHz:n väripurske suhteessa 4,5 MHz SIF:aan ylittää jonkin kynnyksen. Voimakkaat pix/äänisignaalit, joihin . 30 liittyy suuri määrä krominenssia, pahentavat tätä ongel- • · · .···. maa.

• · · 5) Poikkeamien mukaan joutuminen: Surinaa tulee mukaan koska stereosignaalin kantoaalto ja toissijainen audiosisältö (SAP) ovat vaakatason pyyhkäisytaajuuden 35 tarkkoja monikertoja (2 kertaa ja 5 kertaa vastaavasti).

97668 4

Monikanavaiseen ääneen stereo- tai kaksikielisiä lähetyksiä varten sisältyy yhden tai useamman ääniapukan-toaallon käyttö yhdistetyn äänisignaalin muodostamiseksi. Yhdistetty signaali vaatii, että television äänisignaalin 5 kaistaleveys lisätään noin 90 kHz:iin tai yli verrattuna 15 kHz kaistaleveyteen monotonisella äänisisällöllä. Sen seurauksena stereofonisen televisiovastaanottimen ääntä prosessoivan kanavan kaistaleveyttä tulee lisätä, ja äänisignaalia prosessoivan kanavan tuottama äänen surina pyr-10 kii olemaan häiritsevämpi. Lisäksi äänen ilmaisimet ovat herkempiä vuorovaikutukselle korkeilla taajuuksilla ja siten välitaajuinen surina aiheuttaa vielä vaikeamman vuorovaikutuksen stereofonisten (stereo) ja toisen ääniohjel-man (SAP) siirroissa, erityisesti niissä, jotka käyttävät 15 apukantoaaltotaajuuksia (Yhdysvalloissa), jotka ovat kaksi tai kolme kertaa vaakatason pyyhkäisytaajuus (31,468 kHz ja 78,67 kHz) vastaavasti.

Vaihtoehtoisia äänen erotusjärjestelmiä on käytetty poistamaan ilmiö, jonka ajateltiin olevan "Nyquist" 20 surinaongelma, so. "jaetun kantoaallon äänen" ja "puoli-rinnakkaisen äänen" järjestelmiä. Jaetun kantoaallon äänessä, virittimen jälkeen, kuvakanotaaltosignaali prosessoidaan erillään äänikantoaaltosignaalista videoinformaation saamiseksi. Välitaajuusmenetelmä on säilytetty äänen 25 tunnistuksessa käyttäen vaihelukittua silmukkaa (PLL), joka tuottaa spektriltään puhtaan siniaallon, jonka taa-. 1: juus ja vaihe on sama kuin kuvakantoaallolla. PLL on kui- tenkin kallis toteuttaa ja piiri vaatii lisävahvistimia ja viritettyjä piirejä, kuten myös kalliimman piirin. Tässä . .·. 30 järjestelmässä äänikanava ei prosessoi kuvakantoaaltoa • · · j·. ollenkaan, ja siten äänen surina johtuen Nyquist ICPM:stä, • · « kuten myös muista surinan syistä, vähenee suuresti verrattuna mono välitaajuusjärjestelmään.

Niin kutsutussa "puolirinnakkaisessa" järjestel-35 mässä ääni- ja videosignaalit vahvistetaan ja demoduloi- 97668 5 daan eri kanavissa. Ääänikanavassa kuvan IF-kantoaalto prosessoidaan ja sekoitetaan lisäksi erikseen äänen IF-kantoaaltosignaalin kanssa, 4,5 MHz välitaajuisen äänisignaalin muodostamiseksi. Välitaajuinen äänisignaali demodu-5 loidaan edelleen, jolloin syntyy äänisignaali, joka prosessoinnin jälkeen lopuksi johdetaan äänen toistavaan kai-uttimeen.

Puolirinnakkaisessa järjestelmässä äänikanava sisältää suotimen (suotimet), jotka vastaanottavat ääni- ja 10 kuva kantoaallot ennen demodulointia. Äänikanavan suodin toimii äänen demodulointijärjestelmän tulona, joka on o-leellisesti symmetrinen sekä ääni- että kuvakantoaallon taajuuksiin nähden, joka on tarpeen kunnollisesti demoduloidun äänisignaalin muodostamiseksi, kohdistamatta rin-15 nakkaista kuvakantoaaltoa vaihetta vääristävälle Nyquist-jyrkkyyden prosessoinnille, joka vaaditaan surkastuneen sivukaistan videoinformaation kunnollista demodulointia varten. Tarvitaan myös lisäpiirejä, kuten vahvistimia ja viritettyjä piirejä.

20 Molemmissa vaihtoehtoisista järjestelmistä käyte tään usein SAW suotimia. SAW suodin antaa etuja pienen kokonsa vuoksi ja toistettavan suorituskyvyn ilman säätöjä. SAW-suotimia on saatavana kahden kanavan laitteina, kuten myös yksittäisinä video IF ja ääni IF SAW suodinka-25 navina, ja ovat sellaisenaan erityisen käyttökelpoisia *·”· vastaanottimissa, joissa käytetään puolirinnakkaista IF- • · · periaatetta. SAW-suotimilla on kuitenkin hyvin suuret hä- ; ΐ : viöt (yli 20 db) ja sen lisäksi, että ne ovat suhteellisen kalliita komponentteja, vaativat usein ylimääräiset vah- . /. 30 vistinasteet SAW-suotimen häviöiden kompensoimiseksi.

« « · .•f. Lisäksi vaihelukitun silmukan (PLL) synkroninen * « · ilmaisin, jota käytetään videoilmaisimena, tuottaa puhtaan siniaallon lukittuna vaiheeltaan kuvakantoaaltoon 4,5 MHz välitaajuisen äänisignaalin saamiseksi riippumatta ICPM-35 vaikutuksista. PLL vaatii lisäksi oheiskomponentteja, ku- 97668 6 ten myös suhteellisen kalliin integroidun piirikomponen- tin.

Sen vuoksi on haluttavaa tuottaa korkealaatuinen leveän kaista äänisignaali, joka on surinaton ja on talou-5 dellinen tuottaa ja ei edellytä suhteellisen kalliiden piirien käyttöä, tai kahden kanavan SAW-suotimia tai SAW-suotimia äänikanavassa.

Lyhyesti esillä oleva keksintö on tarkoitettu alhaisen surinan televisiosignaalin siirtojärjestelmään, 10 jossa videosignaali prosessoidaan IF-asteissa ja tunnistetaan puolisynkronisella ilmaisimella, jossa kuvakanto-aalto on amplitudiltaan rajoitettu ja suodatettu videomik-seriin vientiä varten yhdistetyn videosignaalin saamiseksi. Äänikanava sisältää yhden rinnakkaisen resonanssipii-15 rin, joka muodostaa kaistanpäästösuotimen, jonka päästö-kaista on äänikantoaallon taajuudella. Moduloitu äänikan-toaalto syötetään äänenilmaisimeen, johon syötetään myös sama suodatettu kuvakantoaaltosignaali, jota käytetään videoilmaisimessa 4,5 MHz välitaajuisen äänisignaalin 20 tuottamiseen. Esillä oleva piiri sallii laajakaistaisen stereofonisen signaalin tuottamisen ilman vaihelukittuun silmukkaan turvautumista ja tarvitsematta pinta-akustisen aallon (SAW) laitetta IF ääniprosessointiin.

Jotta esillä oleva keksintö ymmärrettäisiin parem-25 min, voidaan käyttää hyväksi mukana olevia piirroksia, : '* joissa: *' * Kuvioissa 1-4 näkyy lohkokaaviot aiemmin tunne- • · · :...· tuista rakennelmista, joilla saadaan välitaajuiset ääni- • · · '·/· ϊ signaalit televisiolaitteissa.

30 Kuviossa 5 on lohkokaavio, joka sisältää esillä : olevan keksinnön suoritusmuotoja.

• > i

Kuvio 6 on kaaviokuva kuvion 5 puskurista ja jän-nitesiirtäjästä.

Kuvio 7 on kaavio kuvion 5 ilmaisimesta/kertojis- 35 ta.

97668 7

Kuviossa 1 esitetään aiemmin tunnettu monofoninen järjestelmä, joka sisältää äänen välitaajuisen signaalin prosessoinnin, jossa johtuen sellaisen monofonisen järjestelmän vaatimasta rajoitetusta taajuusvasteesta, "surina" 5 on siedettävää ja ICPM, jonka aiheuttaa "Nyquist jyrkkyys" ja muut ICPM seuraukset olivat helposti hallittavissa. IF-signaalin tuottaa viritin 10 ja se syötetään video SAW:iin 12 tai muuhun asiaan kuuluvaan välitaajuuden kaistanpääs-tövahvistimeen, jolla on tyypillinen päästökaistakäyrä 13, 10 kuten esitetty, ja syötetään videoilmaisimeen 14, jossa videokantoaalto sekoitetaan äänikantoaaltoon yhdistetyn videosignaalin ja välitaajuisen äänisignaalin tuottamiseksi.

Kuvio 2 esittää yhtä niin kutsutuista puolirinnak-15 kaisista äänijärjestelmistä, jossa IF-signaali virittimel-tä kohdassa 18 syötetään video SAW:iin 20, jolla on standardi videopäästökaistan vaste, ja syötetään sitten video-ilmaisimeen 22 videosignaalin tunnistamiseksi. ICPM:n välttämiseksi ääni prosessoidaan ääni-SAW:ssa 24, jolla on 20 symmetriset päästökaistan huiput kullakin äänikantoaallon taajuudella ja videokantoaallon taajuudella. Tällä tavoin rinnakkainen äänikanava vahvistaa erikseen päästökaistan signaalit äänikantoaallon ja kuvakantoaallon taajuuksilla Nyquist jyrkkyyden ja muiden kantoaalto-ongelmien ilmaan-25 tumisen välttämiseksi kummassakin kantoaallossa äänikana- • ’* vassa kuin olisi muutoin tarpeen videosignaalin asianmu- * * kaista prosessointia varten. Nämä kaksi ssymmetristä kan- • « · toaaltoa sekoitetaan sitten äänen ilmaisimessa 26, jotta ♦ · · ί saataisiin 4,5 MHz välitaajuinen äänisignaali.

30 Toisessa lähestymistavassa surinaltaan hyväksyt- :tävän äänen tuottamiseksi käytetään vaihelukittua silmuk-kaa (PLL), joka tuottaa videokantoaallon, joka on vakaa ja suhteellisen riippumaton videokantoaallon modulaatiosta tai videokantoaallon muusta prosessoinnista, ja tuottaa 35 myös kantoaaltosignaalin, joka on taajuudeltaan puhdas 8 97668 koska se on saatu jänniteohjatulta värähtelijältä, ja sen taajuus ja vaihe on säädetty, kuten vaiheilmaisin on tunnistanut. Tällä tavoin vaihelukittu silmukka sallii puhtaan ja taajuudeltaan stabiilin videokantoaallon sekoit-5 tamisen suhteellisen riippumattomasti mistään modulaatiota! vaiheilmiöistä, jotka johtuvat Nyquist jyrkkyydestä tai muista videokantoaallon videomodulaatioista. Tässä suhteessa, viitaten nyt kuvioon 3, video SAW 28 suodattaa IF-signaalin, joka on saatu virittimeltä 29, tavanomaisesti) sa Nyuist jyrkkyyden päästökaistassa 30, joka tarvitaan videokanavan prosessointia varten, ja sellainen signaali syötetään vaihelukitun silmukan synkroniseen videoilmai-simeen 31, jossa yhdistetty video- ja äänikantoaalto saadaan kohtuullisen riippumatta ICPM:stä ja videokantoaallon 15 videomodulaatioista.

Kuviossa 4 esitetään vielä yksi esimerkki aiemmin tunnetusta laitteesta jossa käytetään PLL:ää, jossa esimerkissä virittimeltä 32 saatu IF-signaali prosessoidaan video SAW:ssa 34 tavanomaisella tavalla ja tunnistetaan 20 synkronisella ilmaisimella 38, jossa käytetään PLL jänni- teohjatun värähtelijän (VCO) lähtöä 36, joka syötetään videokuvan ilmaisimeen 38 tunnistetun yhdistetyn videosignaalin saamiseksi. VCO:n 36 lähtö syötetään myös ääniil-maisimelle 42, joka sekoitettuna moduloituun äänikantoaal-25 toon ääni SAW:lta 40 tuottaa 4,5 MHz välitaajuisen signaa- • « • “ Iin, joka tunnistetaan äänen ilmaisimella 44.

’ * Siten yhteenvetona kuvioiden 1-4 aiemmin tunnetut • « · :...: laitteet osoittavat, että aiemmin tunnetuissa laitteissa »«« V · oli ehdottoman tarpeellista, että laajakaistaisen äänisig- 30 naalin saamiseksi, joka olisi kohtuullisen surinaton, tuli : käyttää joko PLL:ää (synkroninen ilmaisin) videoilmaisi- • * * messa videosignaalin tunnistamiseksi, kuten myös 4,5 MHz:n välitaajuisen signaalin saamiseksi, tai että äänisignaali tuli vahvistaa erikseen käyttäen SAW-suodinta, jossa on 35 tai ei ole rinnakkaisen videokantoaallon SAW-suodatus vas-

I . ii i UM I I J M

97668 9 taavine tunnistuksilleen 4?5 MHz kantoaallon muodostamiseksi .

Siten on tehty merkittäviä ponnisteluja niin kutsutun "Nyquist jyrkkyyden” surinan muodostumisongelman 5 vähentämiseksi, käyttäen sellaisia piirejä kuin on esitetty kuvioissa 2-4. Kuitenkin Nyquist jyrkkyyden aiheuttaman surinan, jonka aiemmin uskottiin olevan dominoiva stereoäänen surinaa aiheuttava ongelma, on osoitettu, käyttämällä yhden kanavan PLL rakennetta, jossa on laaja silmukan 10 kaistaleveus ja Nyquist SAWS, kuten on esitetty kuviossa 3, olevan ei-dominoiva ongelma. Sen vuoksi on mahdollista, kuten tässä esitetään, tuottaa surinaltaan hyväksyttävän alhaisen tason stereosignaali käyttäen taloudellisempia piirejä, esim. muita IF äänisuotimia kuin SAW suodin, joka 15 on suhteellisen kallis osa, jolla on suuret häviöt, ja muita kuin vaihelukitun silmukan (synkronista) ilmaisinta, joka vaatii suhteellisen mutkikkaat piirin ulkopuoliset piirit ja/tai kalliimman monoliittisen piirin. Siten kaupallisesti katsoen voidaan saavuttaa, varsin kilpaillussa 20 televisioteollisuudessa, merkittävää taloudellista hyötyä, tuottamalla silti korkealaatuinen stereosignaali.

Tarkasteltaessa nyt kuviota 5, jossa viritin, IF, ilmaisin ja AGC piirit on toteutettu TA7777 integroidulla piirillä, jonka on valmistanut Toshiba Corporation Japa-25 nista, antennin 50 vastaanottama televisiosignaali viedään * . televisiovirittimeen 51, joka sisältää RF-vahvistimen ja » · ... suotimen 52 yhdessä paikallisen oskillaattorin 54 kanssa.

> ··· Viritin 51 muuntaa selektiivisesti RF kuva- ja äänikanto-

♦ « · J

• · · *·* ' aaltosignaalit valitulla TV-kanavalla välitaajuisiksi (IF) 30 kantoaalloiksi taajuuksilla, esim. 45,75 MHz ja 41,25 MHz, ·.·.· vastaavasti, NTSC-järjestelmässä, jota käytetään Yhdysval- :: : loissa.

Yleisesti tavanomaiset televisiosignaalin proses-sointipiirit sisältävät IF suodatuksen ja vahvistuksen, 35 joita on merkitty yleisesti viitteellä 58, videoilmaisimen 97668 10 60 ja videosignaaliprosessorln 62, jotka käsittelevät yhdistettyä videosignaalia kohdassa 64, ja televisiolait-teessa luminenssisignaalin muodostamiseksi kohdassa 66 ja asiaan kuuluvan värisignaalin muodostamiseksi kohdassa 68 5 kineskooppiin tai CRT:lie 70, ja lisäksi asiaan kuuluvan poikkeutuksen synkronoinnin.

IF videokanavalla 58 on tavanomainen päästökaistan vaste 72, jonka tuottaa video SAW 74 piirikomponentin ulkopuolella, jossa kuvakantoaalto sijoittuu 6 db vaimentu-10 neena korkeampien taajuuksien kulmakertoimessa, ja IF ää-nikantoaalto sijoittuu 20 db vaimentuneena alempien taajuuksien kulmakertoimessa siten, että vaimentunut sivu-kaistan videoinformaatio voidaan tunnistaa ilman merkittävää vuorovaikutusta IF äänikantoaallosta. Tämä on vaste, 15 joka on tarpeen videoinformaation asianmukaista prosessointia varten ja siten IF päästökaistan vaste 72 aiheuttaa, kuten yllä käsiteltiin, "Nyquistin satunnaisen kantoaallon vaihemodulaation" IF kuvakantoaaltoon johtuen epäsymmetrisestä IF kuvakantoaallon sivukaistojen vaimen-20 tumasta.

Esillä olevan keksinnön näkökohtien mukaisesti ja yleisesti puhuen, IF äänikantoaalto, joka on saatavilla liitännässä 76, syötetään vaimentimen 78 ulkopuoliseen piiriin ja sitten äänen ohitussuotimen 80 ulkopuoliseen 25 piiriin äänikantoaallon ollessa symmetrisesti kaistasuoda- * t · tettu äänikantoaallon taajuudella 41,25 MHz. Kohdassa 82 • · ... vahvistettu ääni IF signaali tunnistetaan äänen ilmaisi- • · • · messa 84, jolloin saadaan 4,5 MHz välitaajuinen äänisig- ’·' ‘ naali kohdassa 86, joka televisiossa syötetään sitten ää- 30 nisignaalin prosessorille 88 stereofonisen äänen vahvis- ·.·,.· tamiseksi ja dekoodaamiseksi, ja mainitun äänen syöttämi- • * * V ! seksi kaiuttimiin 90. Äänen kaistanpäästösuotimessa 80 on symmetrinen yhteen kohtaan viritetty resonanssipiiri, jonka kaistaleveys on 1 MHz ja sen keskikohta on IF äänikan-35 toaallon taajuudella 41,25 MHz NTSC-järjestelmässä, jotta 97668 11 läpäistäisiin oleellisesti vain IF äänikantoaalto signaali ja sen läheiset modulaatiosivukaistat.

Lisäksi tavanomainen automaattinen vahvistuksen-säätöpiiri (AGC) 92 käsittelee videosignaalia kohdassa 64 5 video IF vahvistimen 94 ja ääni IF vahvistimen 82 vahvistuksen ohjaamiseksi, aikaansaaden siten signaalitasot, jotka on ennalta määrätty.

Vielä tarkemmin, IF-signaali, jossa on kuvakanto-aalto ja äänikantoaalto moduloituna video- ja audioinfor-10 maatioon vastaavasti kohdassa 56, vahvistetaan SAW esivah-vistimella 94, joka tyypillisesti antaa välillä 20-26 db olevan vahvistuksen SAW suotimen suuren vaimennuksen, joka on tyypillisesti noin 20 db, kompensoimiseksi. Vahvistettu IF-signaali kohdassa 76 viedään sitten SAW-suotimen 74 15 läpi, jolla on 6 MHz päästökaista asiaan kuuluvine reunoi-neen, kuten on esitetty kohdassa 72, videosignaalin pro-sessoimiseksi siten kuin NTSC-järjestelmä vaatii. Signaali video SAW:lta 74 syötetään sitten video IF vahvistimeen 94, joka on tavanomainen vahvistukseltaan ohjattava vah-20 vistin, jolla vahvistetaan videosignaali ja sillä on myös liitäntä 116 AGC vahvistuksen säätöä varten. Kuvasignaali syötetään sitten videoilmaisimeen 60, joka on yleisesti käytetty kertoja, ja käsitellään tarkemmin tämän jälkeen.

Tässä käytetyn tunnistuksen tyyppiä kutsutaan y-25 leisesti näennäissynkroniseksi tai valesynkroniseksi, jos- • · · sa kuvakantoaalto on amplitudiltaan rajoitettu kohdassa * · 98, jotta poistettaisiin kaikki verhokäyrämodulaatio, joka • · *·>·’ esiintyy kantoaallossa. Limitterin 98 lähtö syötetään sit- • · · • · · * ten videoilmaisimen värähtelypiiriin 110, jokaa on koh- 30 tuullisen kapeasti viritetty värähtelypiiri aiemmin limi-toidun kuvakantoaaltosignaalin perustaajuuden säilyttämi-: Γ: seksi, vaimentaen samalla peruskantoaallon taajuuden har monisia. Värähtelypiirin 110 lähtö 111 syötetään videotun-nistimeen 60, jossa se sekoitetaan kuvakantoaaltoon, joka 97668 12 on moduloitu videoinformaatiolla yhdistetyn videosignaalin tuottamiseksi kohdassa 64.

IF-signaalin äänikantoaallto-osa kohdassa 76 viedään läpi piirin ulkopuolisen vaimentimen 78 tavalla ja 5 tarkoitusta varten, joka kuvataan tarkemmin myöhemmin, ja syötetään sitten kaistanpäästösuotimeen 80. Kaistanpäästö-suodin 80 on yksittäinen rinnakkaisresonanssipiiri, jonka keskitaajuus on 41,25 MHz ja päästökaista suunnilleen 1 MHz, jotta saadaan riittävä äänimodulaation päästökaista. 10 On havaittu, että viritetty yksittäisresonanssipiiri on riittävä tätä tarkoitusta varten. Kuitenkin voidaan käyttää sekä yksittäisviritettyä tai kaksoisviritettyä reso-nanssipiiriä, kummassakin tapauksessa ilman, että turvauduttaisiin SAW suotimeen.

15 Suodatettu äänikantoaalto, joka sisältää audiomo- dulaation, syötetään sitten ääni IF vahvistimeen 82, jossa on vahvistukseltaan säädettävä AGC tuloliitäntä 120, ja syötetään sitten äänen ilmaisimeen 84, joka on kertojapii-ri, joka on alalla yleinen ja samankaltainen kuin videoil-20 maisimen 60 kertoja.

On havaittu, että limitoitu ja suodatettu kuvakan-toaalto antaa riittävän tunnistetun äänen laadun ilman PLLrään turvautumista ja näin ollen sama kuvakantoaalto-signaali, joka esiintyy kohdassa 111 ja jonka video väräh-25 telypiiri 110 tuottaa, syötetään myös äänen ilmaisimeen 84 • · • ** äänikantoaaltoon sekoittamista varten. Äänen ilmaisimen 84 lähtö on 4,5 MHz välitaajuinen äänisignaali, joka esiintyy ·· · kohdassa 86, jnka äänisignaali prosessori 88 sitten pro- • ·· : sessoi.

30 Siten sama prosessoitu kuvakantoaalto signaali : 111, esim. limitoitu, suodatettu ja videoilmaisimeen 60 ia« :*i*. syötetty, syötetään myös äänenilmaisimeen 84. Tällä tavoin videotunnistimen värähtelypiiri 110 on AC-kytketty ja yhteinen äänen ilmaisimen 84 kanssa, joka on vastoin aiemmin 35 tunnettua, jolloin vaadittiin erillinen värähtelypiiri 13 9766 8 äänenilmaisimelle. Esimerkinomaisessa toteutuksessa värähtelypiiri 110 on suoraan kytketty äänenilmaisimeen 60, ja on AC-kytketty kondensaattoreilla 122 videoilmaisimeen 84 siten, että ilmaisimien 60 ja 84 biasoinnit eivät ole yh-5 teenkytkeytyneet. Kondensaattorit 122 ovat oleellisesti oikosulkupiiri kiinnostuksen kohteena olevilla taajuuksilla.

Äänenilmaisimen 84 AC-kytkentä videoilmaisimen 60 kanssa sallii myös moduloidun äänikantoaallon tuomisen 10 videoilmaisimeen 60, koska kondensaattorit 122 tarjoavat molemminpuolisen kytkennän. Tässä mielessä käytetään lisäksi kahta piiriominaisuutta estämään kaikki moduloidun äänikantoaallon yhdistettyyn videosignaaliin aiheuttama vääristymä.

15 Vaimenninta 78 käytetään kytkemään löysästi tai vaimentamaan äänikantoaallon taso, ja esimerkinomaisessa toteutuksessa se on yhden pikofaradin kondensaattori, joka kytkeytyy kaistanpäästösuotimeen 80. Muita vaimenninjär-jestelmiä voidaan käyttää, esim. vastuksia, vastusjakajia, 20 keloja, kelajakajia, kondensaattorijakajia, jne.. Tällä tavoin äänisignaalin taso, joka syötetään videoilmaisimeen 60 ilmaisimen 84 kautta, alentuu oleellisesti. Lisäksi tässä suhteessa AGC-piiri 92 on kytketty ja käsittelee yhdistettyä videosignaalia kohdassa 64, ja erityisesti sen , " 25 synkronointimerkkejä. AGC-piiri 92 on yleisesti käytetty ....: piiri, jonka lähtö 114 on kytketty video-ohjausliitäntään • · ···. 116 videovahvistimen 94 vahvistuksen ohjaamiseksi. Lisäkin si, jotta pidettäisiin haluttu alhainen kuva IF-signaalin • · · * suhde ääni IF-signaaliin videoilmaisimessa 60, ääni lF:n 1 2 3 4 5 6 vahvistus pidetään videon AGC ohjauksen mukaisena. Tämän 2 * · · *·*·* toteuttamiseksi piirin ulkopuolinen puskuri ja jännite- 3 • · .· 4 V: muuttaja 118 kytkee AGC-piirin 92 ääni IF vahvistimeen 82 5 vahvistukseltaan ohjattavassa liitännässä 120. Lisäksi ääni IF:n vahvistuksen vähentämiseksi edelleen, ja siten 6 äänikantoaallon, joka syötetään videoilmaisimeen 60, pie- 97668 14 nentämiseksi, AGC jännite äänen vahvistuksen ohjauslii-tännässä 120 pienenee puskurissa ja jännitemuuttajassa 118 0,3 voltilla, joka esimerkinomaisessa toteutuksessa vastaa 10 db lisävaimennusta ääni IF signaalissa, joka syötetään 5 ilmaisimelle 84. Siten kuva AGC ei vain säädä kuva IF:n vahvistusta, vaan myös säätää ääni IF:n vahvistusta.

Kuvio 6 esittää piirin ulkopuolista puskuria ja jännitemuunninta 118 kuviossa 5. Liitäntä 124 on piirin liitäntä, joka on kuva AGC suotimen liittämistä kuvion 5 10 AGC:n nastaan 114 varten. Kondensaattori 128 ja vastus 130 ovat standardi AGC suodin kytkettynä liitännän 124 ja maan väliin. Liitäntä 126 on piirin liitäntä, joka on tarkoitettu ääni AGC suotimen kytkemiseksi kuvion 5 AGC:n nastaan 120. AGC-suotimen sijasta liitännässä 126 on esimer-15 kin omaisessa toteutuksessa käytetty puskuria ja jännitemuunninta 118. NPN-transistorin kanta 134 on kytketty liitäntään 124 vastuksen 136 kautta ja on kytketty jännitelähteeseen 138 vastuksen 140 kautta. Kollektori 142 on myös kytketty jännitelähteeseen 138. Emitteri 144 on kyt-20 ketty maahan vastuksen 146 kautta ja liitäntään 126.

Piirin sisäinen ääni AGC piiri (ei esitetty) oli tarkoitus tuottaa ääni AGC jännite nastaan 126 suodatusta varten. Kuitenkin, kuten kuviossa 5 on esitetty, liitännässä 86 ei esiinny video yhdistelmäsignaalia, koska mi-25 tään videomodulaatiota ei syötetä äänenilmaisimeen 84, so. äänen kaistanpäästösuodin 80 suodattaa kuvakantoaallon ja • · ... siten videomodulaation, ja kuvakantoaalto kohdassa 111 : : *** limitoidaan ja suodatetaan videomodulaation poistamiseksi.

{ S · ·’ * Sen vuoksi ei ole olemassa synkronointimerkkejä 86 sisäi- 30 selle ääni AGC piirille, joihin voitaisiin reagoida. Siten on olemassa muita järjestelyjä AGC:ksi.

• · · V : Transistori 132, joka toimii emitteriseuraajana, DC-kytkee video AGC jännitteen nastassa 124 nastaan 126, jolla on suhteellisen korkea lähtöimpedanssi. Siten lii-35 täntään 126 suhteellisen matalaimpedanssisesta jänniteläh- 97668 15 teestä syötetty AGC-jännite dominoi sisäisesti muodostettua ääni AGC-jännitettä. AGC-jännite kohdassa kohdassa 124 suodatetaan kondensaattorilla 128 ja vastuksella 130 ja syötetään transistorin 132 kannalle 134 vastuksen 136 5 kautta. Transistorin 132 lähtöjännite esiintyy emitterillä 144 ja on kytketty nastaan 126. Vastukset 140 ja 146 bia-soivat transistorin 132 +0,3 volttiin kannalta emitterille (Vbe), mutta kun Vbe kynnysjännite 0,6 volttia (piille) vähennetään (AGC-jännite liitännässä 124 plus 0,3 voltin 10 biasointi miinus 0,6 voltin kynnys), tuloksena on video AGC-jännitteen, joka esiintyy liitännässä 124, jännitear-von pienentyminen tai jännitesiirtymä -0,3 volttia. Siten jännite liitännässä 124, joka pienentyy tai siirtyy, ja liitännässä 124 esiintyvä jännitteen aleneminen määrätään 15 säätämällä transistorin 132 Vbe biasointia. Tämä jännitesiirtymä -0,3 volttia vastaa ääni IF:n vahvistukseltaan ohjattavan vahvistimen 82 vahvistuksen alenemista 10 db:llä.

Siten transistori 132 palvelee kahta tarkoitusta 20 puskurina (emitteriseuraaja) ja jännitesiirtäjänä. Tällä tavoin moduloidun äänikantoaallon amplitudi ilmaisimessa 84 videoilmaisimeen 60 viemistä varten pienentyy edelleen ääni IF vahvistimen 82 AGC:n aiheuttaman vahvistuksen pienentymisen takia ja myös vaimentimen 78 takia.

25 Tarkastellaan nyt kuviota 7, joka esittää kaavion : ** kuvion 5 ilmaisimista/vahvistimista 60 ja 84. Värähtely- piirin komponentit kondensaattori 110a ja induktanssi 110b • · · on kytketty rinnakkain toistensa kanssa ja ovat vuorostaan ·«· · kytketyt integroidun piirin kertojaan 60 liitännöissä 148, 30 ja vastaavalla tavalla ovat AC-kytketyt kertojaan 84 kon- : ;*; densaattorien 122 (kuvio 5) kautta. Vastus 110c on valin- ·· · nainen ja kytketään värähtelypiirin kondensaattorin 110a ja induktanssin 110b yli, jos on tarpeellista säätää värähtelypiirin 110 "Q"-arvoa, siten kasvattaen värähtely-35 piirin 110 kaistaleveyttä.

97668 16

Kertojat 60, 84 ovat yleisiä neljän kvadrantin bipolaarisia kertojia, joita käytetään integroiduissa piireissä. Integroidut transistoripiirit QC1-18 ja integroidut vastuspiirit RC1-15 ovat kytketyt piirille kuten on 5 esitetty. Jännitelähde B+l on kytketty diodien DC1-4 kautta maahan biasoiden siten värähtelypiirin 110 kuten on esitetty. Jännitelähde B+2 antaa piirin käyttöjännitteen. Kertojien 60, 84 sisäänmenot ovat 11-3 ja lähdöt 01-2.

Siten on havaittu, että äänen laatu voi olla riit-10 tävän korkea ilman turvautumista ääni SAW:iin ja vaihelukittuun silmukkaan jopa käytettäessä Nyquist Jyrkkyyden käsittelemää kuvakantoaaltoa 4,5 MHz välitaajuisen äänisignaalin tuottamiseen. Toisin sanoen on havaittu teknisesti mahdolliseksi käyttää äänen kaistanpäästösuodinta, 15 joka sisältää yksittäisresonanssiin viritetyn piirin 80 ääni SAW suotimen sijaan, ja käyttäen valesynkronista ilmaisinta tuottamaan välitaajuinen ääni 4,5 MHz:llä vaihe-lukitun silmukan sijasta. Esillä oleva keksintö tarjoaa korkealaatuisen äänen joka on kohtuullisen vapaa surinasta 20 alhaisemmilla kustannuksilla.

Vaikka kuvauksessa on havainnollistettu se, mitä pidetään tällä hetkellä esillä olevan keksinnön suositeltuna toteutuksena, huomautetaan, että useat muutokset ja muunnokset todennäköisesti tulevat alan ammattimiehen mie-25 leen, ja on tarkoitus, että luetellut patenttivaatimukset kattavat kaikki sellaiset muunnokset, jotka ovat esillä to · ... olevan keksinnön todellisen hengen mukaisia.

i : » · · • · · # · · • · ·

Claims (3)

17 9766 8

1. Laite välitaajuussignaalin käsittelemiseksi televisiovastaanottimessa, jossa on välitaajuisen (IF) sig-5 naalin lähde, joka sisältää kuvakantoaallon ja äänikan-toaallon, jotka on vastaavasti moduloitu video- ja audioinformaatiolla ja joilla kuvakantoaallolla ja äänikanto-aallolla on ennalta määrätty taajuusero, joka laite käsittää: 10 välitaajuuskaistanpäästösuodatinvälineen (74, 94) mainitun välitaajuussignaalin suodattamiseksi, jolloin tuotetaan ensimmäinen suodatettu versio mainitusta kuva-kantoaallosta, joka kuitenkin on yhä moduloitu mainitulla videoinformaatiolla, ja joka suodatinväline käsittää ku-15 vanvahvistukseltaan säädettävän vahvistimen (94) välitaajuussignaalin vahvistamiseksi, videoilmaisinvälineen (60, 98, 110), joka on kytketty välitaajuuskaistanpäästösuodatinvälineeseen (74) toisen ensimmäisestä mainitusta kuvakantoaallosta suoda-20 tetun kuvakantoaaltoversion johtamiseksi, joka on verrattain vapaa mainitusta videomodulaatiosta, ja joka sisältää sekoittimen (60) ilmaistun videosignaalin tuottamiseksi vasteena ensimmäiselle ja toiselle suodatetulle kuvakanto-aaltoversiolle, 25 äänen kaistanpäästösuodatinvälineen (80, 82) vä- % « « litaajuussignaalin kaistanpäästösuodattamiseksi ja audi- * · oinformaatiolla moduloidun äänikantoaallon johtamiseksi, !*' joka käsittää äänivahvistukseltaan säädettävän äänivahvis- f · · * « « * timen (82) audioinformaatiolla moduloidun äänikantoaallon 1 2 3 4 5 6 vahvistamiseksi, 2 • · * äänen ilmaisinvälineen (84), joka on kytketty sekä 3 * · ’ 4 s.s ' videoilmaisinvälineeseen (60, 110) ja äänen kaistan- 5 päästösuodatinvälineeseen (80) ja sisältää sekoittimen (84) toisen videoilmaisinvälineestä (110) vastaanotetun 6 suodatetun kuvakantoaallon version ja äänenkaistanpääs- 18 97668 tösuodattimesta (80) vastaanotetun audioinformaatiolla moduloidun äänikantoaallon sekoittamiseksi, ja joka tuottaa ulostulosignaalin, joka käsittää audioinformaatiolla moduloidun yhteistieäänen, tunnettu siitä, että 5 siinä on ilmaistulle videosignaalille vasteellinen väline (92) sekä kuvavahvistukseltaan säädettävän kuvavah-vistimen (94) että äänivahvistukseltaan säädettävän ääni-vahvistimen (82) vahvistuksen säätämiseksi.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen televisiovas-10 taanotin, tunnettu siitä, että äänivahvistuksel-taan säädettävän äänivahvistimen vahvistus, jota ilmaistun videosignaalin avulla ohjattu väline (92), alentaa, alennetaan lisää toisen vahvistuksensäätövälineen (118) avulla.

3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen televisiovas- taanotin, tunnettu siitä, että toinen vahvistuk-sensäätöväline (118) suorittaa äänivahvistuksen lisäalen-tamisen muuttamalla välineen (92) tuottamaa säätöä säädettävän määrän. • · * * » t : » ·» • · « * · t * • » · f I · · ·»« • · » ;* « • r t .· IH-I- Hill IU4-4H · > 97668 19