HU216468B

HU216468B - Frekvenciahangoló eszköz

Info

Publication number: HU216468B
Application number: HU913816A
Authority: HU
Inventors: Juri Tults (NMN)
Original assignee: Thomson Consumer Electronics, Inc.
Priority date: 1990-12-31
Filing date: 1991-12-05
Publication date: 1999-06-28
Also published as: CN1044958C; FI916158A; MY108589A; EP0493763A1; MX9102874A; EP0493763B1; BR9105502A; JP2891581B2; KR920014227A; KR100269053B1; ES2098309T3; US5163164A; CA2057116A1; JPH0580087A; FI916158A0; HUT62739A; CA2057116C; TR25801A; HU913816D0; DE69125130T2

Abstract

A frekvenciahangőló eszköznek rádiófrekvenciás jel hangőlásáraszőlgáló eszköze van, amely a rádiófrekvenciás jel saját mődűláltvivőjének megfelelő mődűlált vivőjű, középfrekvenciás jelet (IF) állítelő, és a középfrek enciás jel (IF) névleges frekvenciávalrendelkezik; a középfrekvenciás jelet (IF) demődűláló, válaszjel-előállító középfrekvenciás egysége (9) van; a válaszjelet főgadó,működésvezérlő infőrmációval vezérelt jelfeldőlgőzó egysége (11) van;és a mődűlált vivő számlálásvezérlő infőrmáció által meghatárőzőttmérési periódűsőn belüli ciklűsait számláló, a középfrekvenciás jel(IF) infőrmációhőrdőzó vivőjének frekvenciájával kapcsőla ősszáminfőrmációt előállító lőgikai egysége van, tővábbá a találmányszerint a jelfeldőlgőzó egység (11) és a száminfőrmációt előállítólőgikai egység sőrős adatbűszra (23) csatlakőzik; tővábbá aműködésvezérlő infőrmációt a jelfeldőlgőzó egységhez (11) és aszámlálásvezérlő infőrmációt a száminfőrmációt előállító lőgikaiegységhez a sőrős adatbűszőn (23) keresztül tővább tó, aszáminfőrmációt a sőrős adatbűszőn (23) keresztül főgadó és aszáminfőrmációt kiértékelő, a középfrekvenciás jel (IF) mődűláltvivőjének a névleges frekvenciaértéktől való frekvenciaeltérését mghatárőzó, szőftverprőgrammal vezérelt vezérlőeszköze (17) van. ŕ

Description

A leírás terjedelme 12 oldal (ezen belül 4 lap ábra)

HU 216 468 Β

- a válaszjelet fogadó, működésvezérlő információval vezérelt jelfeldolgozó egysége (11) van; és

- a modulált vivő számlálásvezérlő információ által meghatározott mérési perióduson belüli ciklusait számláló, a középfrekvenciás jel (IF) információhordozó vivőjének frekvenciájával kapcsolatos száminformációt előállító logikai egysége van, továbbá a találmány szerint

- a jelfeldolgozó egység (11) és a száminformációt előállító logikai egység soros adatbuszra (23) csatlakozik; továbbá

- a működésvezérlő információt a jelfeldolgozó egységhez (11) és a számlálásvezérlő információt a száminformációt előállító logikai egységhez a soros adatbuszon (23) keresztül továbbító, a száminformációt a soros adatbuszon (23) keresztül fogadó és a száminformációt kiértékelő, a középfrekvenciás jel (IF) modulált vivőjének a névleges frekvenciaértéktől való frekvenciaeltérését meghatározó, szoftverprogrammal vezérelt vezérlőeszköze (17) van.

A találmány tárgya frekvenciahangoló eszköz, különösen mikroprocesszorvezérelt digitális automata finomhangoló egységet tartalmazó hangolóeszköz középfrekvenciás jelek, például televízió vevőkben előállított jelek frekvenciájának mérésére.

A televízió vevőkészülékekben a rádiófrekvenciás forrás által szolgáltatott RF rádiófrekvenciás jeleket rádiófrekvenciás erősítő fogadja, amely a felhasználó által kiválasztott csatornának megfelelő RF rádiófrekvenciás jelet kiválasztja. A kiválasztott RF rádiófrekvenciás jelet 25 keverőre továbbítják, ahol LO helyi oszcillátorjellel keverik, amelynek frekvenciája a kiválasztott csatornának van megfeleltetve, és ily módon IF középfrekvenciás jelet állítanak elő. Az LO helyi oszcillátoijel frekvenciáját úgy szabályozzák, hogy az IF középfrekvenciás jel képvivőjének frekvenciája névleges frekvenciaérték, az Amerikai Egyesült Államokban például 45,7 MHz legyen.

Az LO helyi oszcillátorjel frekvenciájának szabályozására két hangoló elrendezést használnak, amelyek közül az egyik az LO helyi oszcillátoijel frekvenciájának névleges értéken történő előállítására, a másik az LO helyi oszcillátorjel frekvenciája névleges frekvenciaértéktől való eltérésének megváltoztatására szolgál. Az RF rádiófrekvenciás jel frekvenciája névleges értékétől eltérhet a sugárzási specifikációban meghatározottól, ha a rádiófrekvenciás jelforrás nem műsoradó, hanem például kábelelosztó hálózat vagy videóeszköz, például videókazetta rekorder vagy videolemez lejátszó. A fent említett első elrendezés például zárt hurok vagy frekvenciaszintézer konfiguráció lehet (adott esetben például fáziszárt hurkot (PLL) vagy frekvenciazárt hurkot (FLL), esetleg nyitott hurkot vagy feszültségszintézer konfigurációt, például digitál/analóg átalakítót magában foglaló eszköz). Az említett második elrendezés általában automata finomhangoló egységet (AFT) tartalmaz, amely az IF középfrekvenciás jel vivőfrekvenciájának a névleges frekvenciaértéktől való eltérését reprezentáló AFT jelet állít elő.

Az AFT jel előállítására szolgáló áramköri elrendezés általában analóg kialakítású, és szűrőt tartalmaz, amelyet szokásos „AFT tank”-nak is nevezni, ahol az előállított analóg AFT jel olyan polaritással és amplitúdóval rendelkezik, amely az IF középfrekvenciás jel vivőfrekvenciájának a névleges frekvenciaértéktől való eltérési irányát és mértékét reprezentálja. Vannak olyan hangolórendszerek, például az US 4,031,549 lajstromszámú szabadalmi leírásból ismert megoldás („Televízióhangoló rendszer rádiófrekvenciás vivő nem stan20 dard frekvencián történő vételére”), ahol az analóg AFT jelet közvetlenül használják fel az LO helyi oszcillátoijel frekvenciájának vezérlésére. Más hangoló rendszereknél, így például a jelen találmány feltalálójának korábbi, US 4,868,892 lajstromszámú szabadalmi leírásból („Hangolórendszer a helyi oszcillátorfrekvencia AFT karakterisztikából való számlálására”) megismerhető rendszernél az analóg AFT jelet digitális jellé alakítják - amely digitális jel általában két bitet tartalmaz -, amelyet fáziszárt hurkon keresztül az LO helyi osz30 cillátorjel frekvenciájának vezérlésére használnak.

A digitális automata finomhangoló egység az analóg AFT egységgel szemben előnyben részesítendő, mivel az analóg automata finomhangoló egység olyan alkatelemeket tartalmaz, amelyek integrált áramkörbe 35 nem foglalhatók, és hangolást, illetve kiegyenlítést igényelnek, ami digitális elemeknél nem szükséges. Ráadásul a digitális AFT egység inkább kompatíbilis egy digitális hangolásvezérlő egységgel, hiszen nincs szüksége az analóg AFT jelet digitális AFT jellé alakító 40 interfész áramkörre.

Az US 4,485,404 lajstromszámú szabadalmi leírásból (a jelen találmány feltalálójának korábbi szabadalma „Digitális AFT, amely függőleges képvisszafutási intervallum alatt lesz aktiválva”) olyan hangolórendszer is45 merhető meg, amelyben számláló elrendezést használnak a középfrekvenciás képvivő frekvenciájának mérésére, digitális AFT jel előállítása céljából. A számláló elrendezés a középfrekvenciás képvivő ciklusainak adott mérési intervallumban történő számlálására van engedé50 lyezve. A mérési intervallum alatt akkumulált szám a középfrekvenciás képviselő frekvenciájának meghatározásához kiértékelhető.

A fenti rendszerben használt digitális AFT egységek ugyan nem tartalmaznak analóg áramköröket (mint pél55 dául „AFT tankok”), nem előnyös azonban, hogy a digitális AFT egységet alkotó logikai áramkör rendkívül komplex. Kívánatos ezért olyan digitális AFT egység kialakítása, amelynek felépítése viszonylag egyszerű.

A találmánnyal célunk tehát olyan frekvenciahan60 goló eszköz kialakítása, amely a fent említett ismert

HU 216 468 Β megoldások hiányosságait kiküszöböli, és viszonylag egyszerű felépítésű logikai elrendezéssel megvalósítható.

A kitűzött feladat megoldásához az a felismerés vezetett, hogy egy mikroprocesszort tartalmazó, vevőkészülékhez tartozó vezérlőrendszer, például mikroszámítógép, mikrokontroller stb. és egy soros adatbusz, amely a vevőkészülék különböző részeihez vezérlőjeleket állít elő és azokat elosztja, egy digitális automata frekvenciahangoló egység integrált része lehet, amely AFT egység továbbá számlálót és a számeredményeket kiértékelő eszközt is tartalmazhat.

A kitűzött feladat megoldására mindezek alapján olyan frekvenciahangoló eszközt alakítottunk ki, amelynek

- rádiófrekvenciás jel hangolására szolgáló eszköze van, amely a rádiófrekvenciás jel saját modulált vivőjének megfelelően modulált vivőjű középfrekvenciás jelet állít elő, és a középfrekvenciás jel névleges frekvenciával rendelkezik;

- a középfrekvenciás jelet demoduláló, válaszjelet előállító középfrekvenciás egysége van;

- a válaszjelet fogadó, működésvezérlő információval vezérelt jelfeldolgozó egysége van; és

- a modulált vivő számlálásvezérlő információ által meghatározott mérési perióduson belüli ciklusait számláló, a középfrekvenciás jel információhordozó vivőjének frekvenciájával kapcsolatos száminformációt előállító logikai egysége van.

A találmány lényege, hogy

- a jelfeldolgozó egység és a száminformációt előállító logikai egység soros adatbuszra csatlakozik; továbbá

- a működésvezérlő információt a jelfeldolgozó egységhez és a számlálásvezérlő információt a száminformációt előállító logikai egységhez a soros adatbuszon keresztül továbbító, a száminformációt a soros adatbuszon keresztül fogadó, és a száminformációt kiértékelő, a középfrekvenciás jel modulált vivőjének a névleges frekvenciaértéktől való frekvenciaeltérését meghatározó, szoftverprogrammal vezérelt vezérlőeszköze van.

A találmány szerinti frekvenciahangoló eszköznél előnyös, ha legalább a jelfeldolgozó egységet, a száminformációt előállító logikai egységet és a középfrekvenciás jel erősítőjét közös integrált áramkör foglalja magában.

A találmány szerinti frekvenciahangoló eszköz előnyös változatánál a száminformációt előállító logikai egység a száminformációt reprezentáló digitális szót előállító eszközként van kialakítva; az adatbusz adatszavanként előre meghatározott számú bit átvitelére alkalmas kialakítású; és a száminformációt előállító logikai egység a száminformációt reprezentáló szót legalább részben dekódoló, és egy másik, a száminformációt reprezentáló és legfeljebb az előre meghatározott számú bitet tartalmazó digitális szót előállító eszközt foglal magában.

A találmányt részletesebben a rajz alapján ismertetjük. A rajzon:

az 1. ábrán a találmány szerinti frekvenciahangoló eszköz példakénti kiviteli alakjának blokkvázlatát tüntettük fel;

a 2. ábrán egy, az 1. ábrán szereplő digitális automata finomhangoló egység számlálója által előállított középfrekvenciás képvivő különböző számai előfordulási valószínűségének a középfrekvenciás képvivő frekvenciájának a névleges frekvenciaértéktől való eltéréstől való függését ábrázoltuk, függvénydiagram formájában;

a 3. ábra a találmány szerint kialakított digitális automata finomhangoló egység példakénti kiviteli alakját mutatja, részben blokkdiagram, részben logikai kapcsolási ábra formájában;

a 4. ábrán a 3. ábrán feltüntetett digitális automata finomhangoló egység működése során generált jelek példakénti hullámformáit tüntettük fel;

az 5. ábrán a 3. ábra szerinti digitális automata finomhangoló egység vezérléséhez használt példakénti szoftver program folyamatábráját tüntettük fel.

Amint az 1. ábrából kitűnik, a találmány szerinti frekvenciahangoló eszköznek 1 rádiófrekvenciás jelforrása van, amely 3 rádiófrekvenciás erősítőn keresztül 5 keverőre csatlakozik, amelynek kimenete 9 középfrekvenciás egységre van kötve. A 9 középfrekvenciás egység kimenete 11 jelfeldolgozó egységre, esetünkben kép- és hangjelfeldolgozó egységre, valamint 24 logikai kapun keresztül 22 számláló CK bemenetére csatlakozik. A 22 számláló R bemenetére 26 vezérlő logikai egység kimenete csatlakozik, amelynek egyik bemenete a 11 jelfeldolgozó egységgel van összekötve. A 26 vezérlő logikai egység másik kimenete a 24 logikai kapu másik bemenetére van kötve. A 22 számláló kimenete 28 számdekódoló logikai egységen keresztül 30 és 32 NI, illetve N2 átmeneti tárolókra csatlakozik, amelyek kimenetei 17 vezérlőeszköz, példánk esetében TV vezérlőeszköz egy-egy bemenetére csatlakoznak. A 17 vezérlőeszköz további bemenetére 15 utasításadó egység van kötve, amelyen keresztül a felhasználó a 17 vezérlőeszközzel kommunikáló kapcsolatban van. A 17 vezérlőeszköz vezérlőkimenetei a 3 rádiófrekvenciás erősítővel, 7 helyi oszcillátorral, a 7 helyi oszcillátor bemenetére csatlakozó 19 hangolófeszültség-generátorral, a 11 jelfeldolgozó egységgel, a 26 vezérlő logikai egységgel és a 30 és 32 NI, illetve N2 átmeneti tárolókkal vannak vezérlő jelkapcsolatban. A 19 hangolófeszültséggenerátor kimenete a 7 helyi oszcillátorra és a 3 rádiófrekvenciás erősítő egyik bemenetére csatlakozik.

A fenti eszközben a 9 középfrekvenciás egység, a 11 jelfeldolgozó egység, a 22 számláló, a 24 logikai kapu és a 26 vezérlő logikai egység 13 integrált áramkörben vannak megvalósítva. A 13 integrált áramkörnek megfelelő IC-k önmagukban ismertek, például ,jungle” vagy „one chip” IC néven vannak forgalomban.

A 9 középfrekvenciás egység, all jelfeldolgozó egység, a 22 számláló, a 24 logikai kapu, a 26 vezérlő logikai egység, 28 számdekódoló logikai egység, a 30 NI átmeneti tároló és a 32 N2 átmeneti tároló a fenti elrendezésben együttesen alkotják a digitális 20 automata finomhangoló egységet, amelyet az 1. ábrán szaggatott vonalas kerettel jelöltünk.

HU 216 468 Β

A fenti frekvenciahangoló eszköz a következőképpen működik:

Az 1 rádiófrekvenciás jelforrás rádiófrekvenciás TVjeleket állít elő, amelyek különböző csatornákhoz vannak rendelve. A rádiófrekvenciás TV-jelek modulált kép-, szín- és hangvivőket foglalnak magukban. A rádiófrekvenciás jelek az 1 rádiófrekvenciás jelforrás kimenetéről a 3 rádiófrekvenciás erősítőre kerülnek, amely az egyik bemenetére érkező V_T hangolófeszültség által hangolva kiválasztja a felhasználó által kiválasztott csatornához rendelt rádiófrekvenciás jelet. A kiválasztott rádiófrekvenciás jel az 5 keverőre kerül, amely továbbá a 7 helyi oszcillátor kimenetéről LO helyi oszcillátoijelet kap. Az LO helyi oszcillátorjel frekvenciája függ a 7 helyi oszcillátor bemenetére érkező V_T hangolófeszültségtől. Az 5 keverő a 3 rádiófrekvenciás erősítő által kiválasztott rádiófrekvenciás jelet a 7 helyi oszcillátor által előállított LO helyi oszcillátorjellel keveri, ily módon a kiválasztott rádiófrekvenciás jelnek megfelelő, modulált kép-, színés hangvivőt tartalmazó IF közép frekvenciás jelet állít elő. Példaként megemlítjük, hogy az Amerikai Egyesült Államokban a képvivő névleges frekvenciája 45,75 MHz, a színvivő névleges frekvenciája 42,17 MHz, míg a hangvivő névleges frekvenciája 41,25 MHz.

Az 5 keverő által előállított IF középfrekvenciás jel a 9 középfrekvenciás egységre kerül, amely szűrő és erősítő funkciót lát el. A szűrt és erősített középfrekvenciás jel a kép- és hangjelfeldolgozást végző 11 jelfeldolgozó egységre kerül, amely a szűrt és erősített középfrekvenciás jelet demodulálja, alapsávi videojelet állít elő, amely fényesség-, szín- és szinkronizáló összetevőket foglal magában. A videóinformációt szekvenciális mezőkbe szervezik, amelyek sorintervallumokat foglalnak magukban, amelyek képinformációt, valamint szinkronizáló információt hordozó sor- és képvisszafutás közbeni kioltási intervallumokat tartalmaznak. A 11 jelfeldolgozó egység a világosság-, szín- és szinkronizáló komponenseket feldolgozva a képet reprezentáló jeleket alakít ki, amelyek a kép reprodukálására alkalmasak. A 11 jelfeldolgozó egység továbbá kivonja a középfrekvenciás jelből a hanginformációt, és olyan hangjelet állít elő, amellyel a hang reprodukálható. Egyéb funkciók mellett a 11 jelfeldolgozó egység továbbá vezérli a reprodukált kép világosságát, kontrasztját és élességét, valamint a reprodukált hangerőt.

A 9 középfrekvenciás egységet, amint azt fent említettük, a 13 integrált áramkör foglalja magában.

A felhasználó a venni kívánt csatorna kiválasztásához és különböző jelfeldolgozó funkciók - így világosság, kontraszt, képélesség, illetve hangerő - szabályozásához a 15 utasításadó egységen keresztül közöl megfelelő utasításokat. A 15 utasításadó egység e célból a rajzon külön nem jelölt nyomógombokkal, billentyűzettel vagy más hasonló eszközzel rendelkezik, amely előnyösen egy önmagában ismert távvezérlő eszközön rendezhető el.

A 17 vezérlőeszköz célszerűen mikroprocesszort foglal magában, amely egy tárolt szoftver program alapján működik, és feladata a 15 utasításadó egységtől kapott utasítások alapján megfelelő vezérlőjel, illetve vezérlőjelek előállítása a vevőkészülék, adott esetben TVkészülék különböző egységei számára. Részletesebben: a 17 vezérlőeszköz mikroprocesszora a 3 rádiófrekvenciás erősítő és a 7 helyi oszcillátor számára a kiválasztott csatorna frekvenciasávjának megfelelő vezérlőjelet, a 19 hangolófeszültség-generátor számára a 3 rádiófrekvenciás erősítő és a 7 helyi oszcillátor V_T hangolófeszültségének előállításához használt N számot reprezentáló digitális szót, továbbá a 11 jelfeldolgozó egység számára a kép- és hangjelek különböző funkcióinak szabályozásához szükséges vezérlőjelek sokaságát állítja elő.

A példakénti kiviteli alaknál a V_T hangolófeszültséget a 17 vezérlőeszköztől érkező vezérlőjel alapján előállító 19 hangolófeszültség-generátor célszerűen fáziszárt hurok (PLL), amely az LO helyi oszcillátoijelet úgy vezérli, hogy az egy referenciafrekvenciával arányos, amelyet az N szám által egy, a rajzon nem jelölt kristályoszcillátor kimenőjeléből származtatunk. Az N szám adott esetben meghatározza a 19 hangolófeszültség-generátor - fáziszárt hurok - programozható frekvenciaosztójának osztási arányát, ahogyan azt részletesebben a már említett US 4,868,892 lajstromszámú szabadalmi leírás ismerteti. A kiválasztott csatomaszámon kívül az N számot továbbá egy olyan AFT automata finomhangoló jeltől függően szabályozzuk, amely a középfrekvenciás képvivő frekvenciájának a névleges képvivő frekvenciától, 45,75 MHz-től való eltérését reprezentálja, így a kiválasztott csatornához rendelt rádiófrekvenciás jel frekvenciájának a névleges értéktől való bármely eltérése kompenzálható. A rádiófrekvenciás jel frekvenciája névleges értékétől eltérő lehet, ha az 1 rádiófrekvenciás jelforrás kábelelosztó hálózatot vagy videókészüléket, például videókazetta rekordert, videolemez lejátszót foglal magában. Az a módszer, ahogyan a frekvenciakorrekció végrehajtható, ugyancsak részletesen ismertetésre kerül a fent hivatkozott US 4,868,892 lajstromszámú szabadalmi leírásban.

A találmány szerinti eszköz a hagyományos TV vevőkészülékektől alapvetően a 20 automata finomhangoló egység felépítésében és működésében különbözik. A 20 automata finomhangoló egységet az 1. ábrán a szaggatott keret jelöli.

A 20 automata finomhangoló egység méri a középfrekvenciás képvivő frekvenciáját oly módon, hogy a középfrekvenciás képvivő ciklusait számlálja mérési intervallumok vagy „ablakok” előre meghatározott időtartama alatt. A középfrekvenciás képvivő a sorintervallumok alatt képinformáció által, a vízszintes és függőleges (sor- és kép-) visszafutás közbeni kioltás intervallumaiban más, főként szinkronizáló információ által van modulálva. A képvivő képinformációval túlmodulálható, ami a ciklusok számlálásának bizonytalanságait eredményezi. Ennek figyelembevételével az US 4,485,404 lajstromszámú US szabadalmi leírásban (a jelen találmány feltalálójának korábbi szabadalma) olyan megoldást javasolnak, amely szerint a középfrekvenciás képvivő ciklusait csak a függőleges kioltási intervallumok (VBI) alatt számlálják, ahol a képvivő nincs túlmodulálva. Mindazonáltal nehézkes lehet annak pontos megállapítása, hogy a VBI függőleges kioltási intervallumok mikor jelentkeznek, különösen abban az esetben, ha a VBI füg4

HU 216 468 Β gőleges kioltási intervallumok nem a szokásosak, például ha a TV jel rejtjelezetten kódolt, vagy videoszalagra történő másolás ellen módosított, esetleg túl gyenge.

A 20 automata finomhangoló egységben az ablakok, amelyekben a középfrekvenciás képvivő ciklusainak számlálása történik, legalább egy TV jel képidőtartamnyi (az Amerikai Egyesült Államokban használt rendszerben például 16,7 ms mérési időtartományban oszlanak el). Jóllehet létezik egy véletlenszerű fáziskapcsolat az ablakok és a VBI függőleges kioltási intervallum között, az ablakok időtartama és távolságuk úgy választható meg, hogy legalább egy ablak minden mérési periódusban a VBI függőleges kioltási intervallumba esik. A számlálási intervallumok vagy ablakok egy állandó időzítőjel pulzusai által vannak meghatározva, így például, amint az az 1. ábrából kitűnik, az időzítőjel adott esetben a 11 jelfeldolgozó egységben lévő, önmagában ismert, 3,58 MHz-es színsegéd vivő oszcillátorból (a rajzon külön nem jelöltük) származtatható. Az 1. ábrán feltüntetett 20 automata finomhangoló egységnél maradva példaként megemlítjük, hogy az ablakok időtartama adott esetben 35,76 ps, egymástól való távolságuk ugyanennyi, és a középfrekvenciás képvivőből a 16,7 ms mérési időtartam közbeni mintavételezések száma 230 körül van. Belátható, hogy ily módon biztosított az a feltétel, hogy az ablakok közül legalább néhány a VBI függőleges kioltási intervallumon belülre esik, ahol a képvivő nincs túlmodulálva, és így megbízhatóan számlálható.

A névleges középfrekvenciás képvivő frekvenciához (45,75 MHz) legközelebb eső olyan frekvencia, amely egy 35,76 ps időtartamú ablakon belül egész számú ciklussal rendelkezik, a 45,751 MHz, tehát olyan frekvencia, amelynek a névlegestől való eltérése 1 kHz. Ideális esetben, tehát például 45,751 MHz frekvenciájú képvivő és 35,76 ps időtartamú ablak esetében az ablakonként számlált ciklusok száma 1636. Mindazonáltal az ablakok és a középfrekvenciás képvivő közötti fáziskapcsolat véletlenszerű, így a számlálási eredmény ablakról ablakra változhat. Ez más középfrekvenciás képvivő frekvenciákra is fennáll. Ráadásul a középfrekvenciás képvivő frekvenciák egy tartományára sajátos számlálási eredmény adódhat. Annak valószínűsége, hogy különböző középfrekvenciás képvivő frekvenciákra egy sajátos számlálási eredmény adódjon, grafikusan ábrázolható, amint azt a 2. ábra mutatja. A 2. ábrán a vízszintes tengelyen független változóként a középfrekvenciás képvivő frekvenciájának a 45,751 MHz-től való AIF eltérését vettük fel.

A különböző ablakokra vonatkozó számlálási eredmények szórását többek között a képvivő túlmodulálása vagy más kiesést okozó tényezők befolyásolhatják, amelyek egy-egy ablakon belül inkább alacsonyabb, mintsem magasabb eredményhez vezetnek. Megemlítjük még, hogy olyan zajok, amelyek a középfrekvenciás sávba eső frekvencia-összetevőkkel rendelkeznek, tehát 43 MHz körüli komponenseik vannak, ugyancsak jelösszetevőként léphetnek fel, és alacsonyabb számlálási eredményhez vezethetnek. Mindebből az következik, hogy az alacsonyabb számlálási eredmények figyelmen kívül hagyhatók.

A 2. ábra szerinti függvénydiagramot részletesebben vizsgálva megállapíthatjuk, hogy csupán két számlálási feltétel - NI > 1636 a középfrekvenciás képvivő 45,751 MHz-es névleges frekvenciaértéke körüli frekvenciatartományra vonatkozóan, és N2 > 1638 a magasabb frekvenciájú szomszédos frekvenciatartományra vonatkozóan - detektálásával meghatározható, hogy a középfrekvenciás képvivő frekvenciája alacsony, magas vagy meghatározott tűréstartományon belül esik, amelyet példaként az alábbi táblázatban mutatunk meg. A táblázat „1” értékei egy, az adott oszlopba tartozó számeredmény jelenlétét, a „0” értékek a számeredmény hiányát jelentik:

1. táblázat

NI > 1636	N2> 1638	ÁIF (kHz)	IF (MHz)
0	0	<-28	alacsony <45,723
1	0	-28<ÁIF<+28	tűréstartományon belül 45,723<3F<45,779
1	1	>+28	magas
>45,779

A fentiek után vizsgáljuk részletesebben a 20 automata finomhangoló egység működését. Az 1. ábrára visszatérve látható, hogy a 9 középfrekvenciás egység kimenőjele, amely logikai áramkörökhöz kompatíbilis jelformájú, a 11 jelfeldolgozó egység bemenetére, továbbá a 24 logikai kapu egyik bemenetére csatlakozik. A 24 logikai kapu az IF középfrekvenciás jelet a 26 vezérlő logikai egység által előállított CKGATE vezérlőjel pulzusaitól függően szelektív módon kapcsolja a 22 számláló CK bemenetére akkor, amikor a 26 vezérlő logikai egység a 17 vezérlőeszköztől READIF engedélyezőjel „L” értéke által engedélyezést kap. A READIF engedélyező jel „L” szintjének időtartama 16,7 ms, és a 17 vezérlőeszköz a közép frekvenciás képvivő frekvenci55 ájának méréséhez állítja elő. A CKGATE vezérlőjel meghatározza a 16,7 ms időtartamú mérési periódusban szétosztott számlálási intervallumokat, illetve ablakokat.

A 24 logikai kapu által a 22 számlálóra továbbított IF középfrekvenciás jel egy-egy ablakon belüli ciklusait a 22 számláló számlálja. A 22 számláló a középfrekven5

HU 216 468 Β ciás képvivőre reagál, nem pedig az IF középfrekvenciás jel más összetevőire, mivel az IF középfrekvenciás jelben a képvivő domináns. A 22 számláló a 26 vezérlő logikai egységtől az R bemenetére érkező RSIF jelre nullázódik, közvetlenül az ablakok kezdete előtt. A 22 számláló külön fokozatokkal rendelkezik, a fent meghatározott NI és N2 számok számlálására. A 22 számláló kimenete a 28 számdekódoló logikai egységre csatlakozik, amely a kapott értékek alapján egyéni biteket állít elő, amelyek „1”, illetve „0” értékeikkel jelzik a megfelelő NI és N2 számok jelenlétét, illetve hiányát. Az N1 és N2 számokra vonatkozó információt hordozó biteket a 28 számdekódoló logikai egység a 30 NI átmeneti tárolóba, illetve a 32 N2 átmeneti tárolóba továbbítja. A 30 és 32 NI, illetve N2 átmeneti tárolók a 16,7 ms időtartamú mérési intervallumok kezdete előtt a 17 vezérlőeszköz READIF engedélyező jelének „H” szintje által lesznek visszaállítva (rését), de a mérési időtartam alatt újabb visszaállításra nem kerül sor.

A 30 és 32 NI, illetve N2 átmeneti tárolók tartalmát a 16,7 ms időtartamú mérési intervallum végén a 17 vezérlőeszköz kiolvassa, és a fenti táblázat szerint értékeli annak megállapítása céljából, hogy a középfrekvenciás képvivő frekvenciája alacsony, magas vagy a meghatározott tűréstartományba esik. A vizsgálat eredménye alapján a 17 vezérlőeszköz (mikroprocesszor) meghatározza a 19 hangolófeszültség-generátorhoz (fáziszárt hurok: PLL) rendelt N számot, és ezáltal az LO helyi oszcillátorjelet, az US 4,485,404 lajstromszámú, fent említett szabadalmi leírásban ismertettek szerint. Feltéve, hogy az LO helyi oszcillátorjel frekvenciája 56 KHznél (a 2. ábrán feltüntetett függvénydiagram szerint az egyik valószínűségi csúcsérték) kisebb lépésenként szabályozott, lényegében pontos és állandó hangolási állapot érhető el. Az LO helyi oszcillátoréi adott esetben például 31,25 KHz-es lépésekben szabályozható.

Az NI és N2 számok 30, illetve 32 NI, illetve N2 átmeneti tárolóból való kiolvasása után a 17 vezérlőeszköz mikroprocesszora a következő műveleteket végzi:

a) ha NI = 1 és N2=2, akkor az IF középfrekvenciás jel frekvenciája túl magas, és az LO helyi oszcillátoijel frekvenciája csökkentendő, például 31,25 KHz-cel;

b) ha NI = 1 és N2=0, akkor az IF középfrekvenciás jel frekvenciája a meghatározott küszöbtartományon belül esik, és az LO helyi oszcillátoijel frekvenciája változatlan marad;

c) ha NI = 0 és N2=0, akkor az IF középfrekvenciás jel frekvenciája túl alacsony, és az LO helyi oszcillátoijel frekvenciája növelendő 31,25 KHz-cel.

A 20 automata finomhangoló egység az 1. ábrán blokkvázlat szinten került ismertetésre; részletesebb példakénti felépítése áramköri szinten az US 5,212,554 lajstromszámú „Digitális módszer és eszköz középfrekvenciás jel frekvenciájának mérésére” című szabadalmi leírásból ismerhető meg.

Az 1. ábrán feltüntetett példakénti 20 automata finomhangoló egység a találmány megvalósításához tökéletesen megfelel ugyan, hátránya azonban, hogy a 28 számdekódoló logikai egység, valamint a 30 és 32 NI és N2 átmeneti tárolók megvalósításához diszkrét logikai áramköri elemeket tartalmaz. A 3. ábrán ezért a találmány szerinti eszköz olyan változatát tüntettük fel, ahol a 20 automata finomhangoló egység valamennyi eleme integrált, tehát a fent említett logikai egységek diszkrét megvalósítása kiküszöbölhető, így a kapcsolás lényegesen egyszerűsíthető.

A 3. ábrán feltüntetett példakénti eszköz lényeges elemei és kapcsolatai az 1. ábra szerintiekkel lényegében egyezőek, az alábbiakban csak a különbségeket részletezzük. Az 1. ábra szerinti elrendezésben a 17 vezérlőeszköz és a 19 hangolófeszültség-generátor, illetve 20 automata finomhangoló egység közötti jelkapcsolatok külön vezetékeken keresztül valósultak meg. A 3. ábra szerinti változatnál a 17 vezérlőeszköz 23 soros adatbuszon keresztül van a 11 jelfeldolgozó egységgel, a 19 hangolófeszültség-generátorral és a 20 automata finomhangoló egységgel összeköttetésben. A 13 integrált áramkör ez utóbbi változatnál 25 buszinterface-t is magában foglal, amely a 17 vezérlőeszköztől érkező adatoknak a 11 jelfeldolgozó egység és a 20 automata finomhangoló egység számára történő dekódolására szolgál. Hasonló, de az ábrán nem jelölt buszinterface van a 19 hangolófeszültség-generátorba beépítve, az N szám, vagyis a 19 hangolófeszültség-generátor osztási tényezőjének szabályozásához szükséges vezérlőjel előállítására a 17 vezérlőeszköztől érkező adat dekódolására, továbbá a 3 rádiófrekvenciás erősítő és a 7 helyi oszcillátor számára sávválasztó jelek előállítása céljából.

A 23 soros adatbusz adott esetben például a Thomson Consumer Electronics által előállított soros adatbusz lehet. A 23 soros adatbusznak megfelelő soros adatbusz lehet továbbá például az ITT német cég által kifejlesztett IM típusú soros adatbusz, amely többek között a „Digit 2000 VLSI Digital TV System” című publikációból ismert, vagy a holland Philips cég I²C típusú eszköze, amely a Philips Technical Publication 110,,1² Bús In Consumer Electronics” közleményben került ismertetésre.

Amint a 3. ábrán feltüntettük, a 23 soros adatbusz három vezetéket foglal magában, egyik a DATA adatjel-, másik a CLOCK órajel-, harmadik az ENABLE engedélyező jelvezeték. Az adat-, az órajel és az engedélyező jel példakénti hullámformáit a 4. ábrán tüntettük fel.

A 23 soros adatbusz kétirányú, azaz kétirányú adatforgalmat tesz lehetővé a 17 vezérlőeszköz mikroprocesszora és a buszinterface-ek, többek között a 25 buszinterface között. Az adattovábbítás a CLOCK órajel pulzusaival szinkronban történik. A CLOCK órajelet a 17 vezérlőeszköz mikroprocesszora állítja elő, és a 25 buszinterface a DATA adatjel dekódolásához felhasználja. Az ENABLE engedélyező jel ugyancsak a 17 vezérlőeszköz mikroprocesszorában lesz előállítva, és feladata a 17 vezérlőeszköz és a 25 buszinterface közötti kommunikációs folyamat indítása. Az ENABLE engedélyezőjel első, „L” szintű szakasza a 17 vezérlőeszközből történő adatbeírást engedélyezi. Ezen „L” szintű első szakasz első felében a DATA jelvezetéken ADDRESS címadatot továbbítunk, nyolcbites szó formájában, amely a vezérlendő funkcióra vonatkozik. Az ENABLE engedélyező jel „L” szintű első szakaszának második

HU 216 468 Β felében ugyancsak 8 bites szó formájában a címzett funkcióra vonatkozó DATA adatjel kerül továbbításra. A 3. ábrán látható 20 automata finomhangoló egység a DATA adatjelszót READIF utasítás továbbítására használja fel, amelynek nyomán a 25 buszinterface a READIF utasítás inverzét, a READIF engedélyező jelet állítja elő. A READIF engedélyező jel a 4. ábrán ugyancsak megtalálható.

Az ENABLE engedélyező jel második, „H” szintű szakasza adatoknak a 17 vezérlőeszköz mikroprocesszora által történő kiolvasását, tehát az előzővel ellentétes irányú adatforgalmat vezérel. A fentiekhez hasonlóan ebben a szakaszban is két adatszó, például 8 bites adatszavak lesznek továbbítva. Ezek közül az első a CONFIRMATION/DATA adatszó az adat megfelelő címre történő megérkezését nyugtázó információt, és adott esetben az ADDRESS címadat részletét tartalmazza. A második szakaszban továbbított 8 bites szó a 22 számláló által a 17 vezérlőeszközzel közölt száminformációt tartalmaz. Ezen száminformáció továbbítása érdekében a 22 számláló 27 párhuzamos/soros átalakítóra csatlakozik (3. ábra), amely a továbbítandó számokat reprezentáló biteket soros bitsorozattá rendezi, amely tehát a 23 soros adatbuszon keresztül a 17 vezérlőeszköz mikroprocesszorába kerül.

A 22 számláló tartalmát egy 288 NAND kaput és 289 NOR kaput tartalmazó logikai kapcsolás által részben dekódoljuk, az 1536 számot jelző jel előállításacéljából. A 22 számláló Q2, Q3 ... Q8 kimenetei és 1536 számjelző kimenete, tehát összesen nyolc kimenő bit kerül a 17 vezérlőeszközre. Ez azt jelenti, hogy a 22 számláló tizenkét kimenetéből erre a célra csak nyolcat használunk fel. A bitek számának ily módon történő csökkentése lehetővé teszi, hogy a 23 soros adatbuszon keresztül történő adattovábbításra (a szám továbbítására) csak egy 8 bites adatszót használjunk.

A 3. ábra szerinti 20 automata finomhangoló egység működését vezérlő szoftver program részletének folyamatábráját az 5. ábra mutatja. A folyamatábrán feltüntetett szubrutin a 100 programlépésben indul, a 102 programlépésben egy, az eltelt időt mérő időzítőegységet indítunk, 104 programlépésben pedig a READIF utasítás továbbításáról intézkedünk. Az ebből képezett READIF engedélyező jel engedélyezi a 26 vezérlő logikai egységet, amely a CKGATE vezérlőjelet állítja elő, amely egy 35,76 ps időtartamú számlálóablakot valósít meg. A 3. ábra szerinti kialakítás esetén a 26 vezérlő logikai egység hétfokozatú 266 számlálót, valamint 267 NAND kaput, kétfokozatú 268 számlálót és 269 invertert foglal magában. A 26 vezérlő logikai egységen belül generált Q7 CLK és Q7 GATE jelek hullámformáit a 4. ábra mutatja. A CK GATE vezérlőjel „H” szintje a 24 logikai kaput, adott esetben NAND-kaput engedélyezi, így az IF középfrekvenciás jel a 22 számláló bemenetére kerül. A CLKIF jel vonatkozó tartományát a 4. ábrán a vonalkázott területtel jelöltük.

A 35,76 ps időtartamú számlálóablak „végét” követően, amikor a CKGATE jel ismét „L” szintet vesz fel, a 17 vezérlőeszköz szoftver program által vezérelt mikroprocesszora megvizsgálja a 22 számláló tartalmát annak meghatározása céljából, hogy a tizenegy bit által reprezentált szám egyenlő vagy nagyobb, mint 1636 vagy 1638, és a vizsgálat eredményét memóriában tárolja. A vizsgálat 53,66 ps (17,9 ps + 35,76 ps) idő elteltével azután, hogy a READIF engedélyező jel a 4. ábra szerint „L” értéket vett fel, tetszőleges időpontban történhet. A fenti időt a 17 vezérlőeszköz „számon tartja”, hiszen a CLOCK órajel impulzusait, amelyek a 17 vezérlőeszköz és a 20 automata finomhangoló egység közötti jelkapcsolatot szinkronizálják, a 17 vezérlőeszköz állítja elő, és ezért annak instrukciós ciklusaival kapcsolatos. Amint az 5. ábrán látható, a 104 programlépést követően tehát a 106 programlépésben a szám kiolvasása és tárolása játszódik le, majd a 104 és 106 programlépésekből álló ciklus 16,7 ms időtartamon keresztül ismétlődik. A 108 programlépésben vizsgáljuk, hogy a 16,7 ms idő eltelt-e, ha nem, visszamegyünk a 104 lépésre, ha igen, úgy a program a 110 programlépésre továbblép.

Mivel a 17 vezérlőeszköz mikroprocesszora és a 23 soros adatbusz buszinterface-e közötti kommunikáció 256 ps-nál valamivel több időt vesz igénybe (256 ps=4 szóx 8 bit/szóx8 ps/bit), és a VBI függőleges kioltási intervallum legalább kilenc sort foglal magában, amelyeknek teljes időtartama 571,5 ps (9x63,5 ps), biztosítható az, hogy legalább egy számlálási intervallum álljon rendelkezésre a VBI függőleges kioltási intervallum alatt, ha az eljárás ismételve van (például 500 ps-onként).

A 16,7 ms mérési periódus végén, ha egy vagy több mintavételezett szám a 16,7 ms mérési periódus alatt 1638 vagy annál nagyobb értékű volt, az LO helyi oszcillátoijel frekvenciáját az N szám csökkentése által csökkentjük. Ha a számlálási minták közül egyik sem volt egyenlő vagy nagyobb, mint 1636, akkor az LO helyi oszcillátoijel frekvenciáját növeljük. Ha a mintavételezett számok közül egy vagy több az 1636 és 1638 közötti intervallumba esett, az LO helyi oszcillátoijel frekvenciáját változatlanul hagyjuk.

Összehasonlításképpen megjegyezzük, hogy az

1. ábra szerint kialakított 20 automata finomhangoló egységben a READIF engedélyező jel „L” szintje megfelel a teljes 16,7 ms mérési periódusnak, beleértve a 35,76 ps időközökkel elválasztott 35,76 ps időtartamú számlálóablakok sokaságát. A 3. ábra szerinti 20 automata finomhangoló egységben ugyanakkor a READIF engedélyező jel „L” szintje meghatározza egy mérési intervallum időtartamát, amely egy 35,76 ps időtartamú számlálóablakot foglal magában a 16,7 ms időtartamú mérési perióduson belül. Minthogy a 3. ábra szerinti 20 automata finomhangoló egységben a számlálóablakok legalább akkora időtartammal vannak egymástól elválasztva, amely elegendő a 23 soros adatbuszon keresztül lebonyolított jelkapcsolathoz — ellentétben az 1. ábra szerinti 20 automata finomhangoló egységgel kapcsolatban említett 35,76 ps időtartammal -, az IF középfrekvenciás jel vivőfrekvenciájának kiértékelése rendkívül megbízhatóan végrehajtható.

Megjegyezzük, hogy a találmány a fentiekben csupán kiviteli példák alapján került ismertetésre, és ez

HU 216 468 Β nem jelenti azt, hogy oltalmi igényünket a példaként említett eszközkialakításra korlátoznánk. Ennek alátámasztására megemlítjük például, hogy a 19 hangolófeszültség-generátor fáziszárt hurok (PLL) helyett frekvenciazárt hurokkal (FLL) is megvalósítható, amint az például a jelen találmány feltalálójának korábbi, US 4,485,404 lajstromszámú szabadalmából megismerhető. Erre a célra nyitott hurkú feszültségszintézer elrendezés, amely digitál/analóg átalakítót használ digitális szó DC szintre történő konvertálásához, ugyancsak alkalmazható.

Megemlítjük továbbá, hogy az IF középfrekvenciás jel például frekvenciaosztóval is osztható, mielőtt a 20 automata finomhangoló egységre kerülne.

Az IF középfrekvenciás jel, amelyet a 20 automata finomhangoló egységre adunk, a példakénti eszköz esetében a 9 középfrekvenciás egység középfrekvenciás végerősítőjéből lett származtatva, ez azonban másként is megoldható, például úgy, hogy kép- és hangjelfeldolgozó egységgel kapcsolatban lévő szinkron videódetektor hangolt áramköréből származtatjuk. Az itt előállított impulzusjel-határoló eszközök (például diódák) révén előnyösen a 20 automata finomhangoló egység logikai egységeivel kompatíbilis lehet.

Megemlítjük továbbá, hogy az aktuális szám tárolása - az 5. ábra folyamatábrájával kapcsolatban említettük, hogy az aktuális számot minden számlálási ciklus után tároljuk - úgy is történhet, hogy csak arra vonatkozó jelzést tárolunk, hogy az NI, illetve N2 számok elő lettek-e állítva. Ez esetben a 16,7 ms időtartamú mérési periódus után csak azt kell meghatároznunk, hogy az NI és N2 számok közül melyik lett tárolva. A szoftver programmal kapcsolatban megemlítjük, hogy a szubrutint akkor is le lehet állítani, amikor mind az NI, mind az N2 számok elő lettek állítva, és ezt közvetlenül követheti az LO helyi oszcillátorjel frekvenciájának korrekciója.

Azt is megemlítjük, hogy a 20 automata finomhangoló egység részei, így például a 22 számláló energiamegtakarítás céljából energiamentesíthető a mérési periódusokon kívüli időtartamokra. Ennek különösen akkor van jelentősége, ha a 13 integrált áramkör bipoláris eszközöket tartalmaz, hiszen ez esetben a 22 számláló akkor is energiafogyasztó, ha éppen nem számlál. Ilyen energiakímélő kialakítás esetén a mérési periódus kezdete (a READIF engedélyező jel negatív átmenetének megfelelően) és a számlálási intervallum kezdete (a CKGATE vezérlőjel pozitív szintváltásának megfelelően) között késleltetést kell beiktatni annak érdekében, hogy a 20 automata finomhangoló egység energiamentesített részei újra tökéletesen működőképes állapotba kerüljenek. A 4. ábrán a CKGATE vezérlőjel 17,9 ps időtartamú késleltetése ezt a célt szolgálja.

Claims

SZABADALMI IGÉNYPONTOK

1. Frekvenciahangoló eszköz, amelynek

- rádiófrekvenciás jel hangolására szolgáló eszköze van, amely a rádiófrekvenciás jel saját modulált vivőjének megfelelő modulált vivőjű, középfrekvenciás jelet állít elő, és a középfrekvenciás jel névleges frekvenciával rendelkezik;

- a középfrekvenciás jelet demoduláló, válaszjelet előállító középfrekvenciás egysége van;

- a válaszjelet fogadó, működésvezérlő információval vezérelt jelfeldolgozó egysége van; és

- a modulált vivő számlálásvezérlő információ által meghatározott mérési perióduson belüli ciklusait számláló, a középfrekvenciás jel információhordozó vivőjének frekvenciájával kapcsolatos száminformációt előállító logikai egysége van, azzal jellemezve, hogy

- a jelfeldolgozó egység (11) és a száminformációt előállító logikai egység soros adatbuszra (23) csatlakozik; továbbá

- a működésvezérlő információt a jelfeldolgozó egységhez (11) és a számlálásvezérlő információt a száminformációt előállító logikai egységhez a soros adatbuszon (23) keresztül továbbító, a száminformációt a soros adatbuszon (23) keresztül fogadó, és a száminformációt kiértékelő, a középfrekvenciás jel (IF) modulált vivőjének a névleges frekvenciaértéktől való frekvenciaeltérését meghatározó, szoftverprogrammal vezérelt vezérlőeszköze (17) van.
2. Az 1. igénypont szerinti frekvenciahangoló eszköz, azzal jellemezve, hogy legalább a jelfeldolgozó egységet (11), a száminformációt előállító logikai egységet és a középfrekvenciás jel (IF) erősítőjét közös integrált áramkör foglalja magában.
3. Az 1. igénypont szerinti frekvenciahangoló eszköz, azzal jellemezve, hogy

- a száminformációt előállító logikai egység a száminformációt reprezentáló digitális szót előállító eszközként van kialakítva;

- a soros adatbusz (23) adatszavanként előre meghatározott számú bit átvitelére alkalmas kialakítású; és

- a száminformációt előállító logikai egység a száminformációt reprezentáló szót legalább részben dekódoló, és egy másik, a száminformációt reprezentáló és legfeljebb az előre meghatározott számú bitet tartalmazó digitális szót előállító eszközt foglal magában.