JP4633257B2 - 信号調整装置及び方法 - Google Patents

Description

【０００１】
（産業上の利用分野）
本発明は、テレビジョン受像機に関し、特に、テレビジョン受像機内の信号を調整するために制御可能な複数の機能を容易にするバス・インタフェースとシステム・マイクロプロセッサを備えるテレビジョン受像機に関するものである。
【０００２】
（発明の背景）
最近のテレビジョン受像機では、種々の制御機能を与えるために、マイクロプセッサはＩ²Ｃバス・インタフェースを介してコマンドと制御情報を提供する。Ｉ²Ｃバスは、チューナと、ＩＦ回路と、ステレオ・デコーダから成るモジュール（ＩＦ集積回路）に結合される。最良の画像および音声性能を達成するために、マイクロプロセッサは８個またはそれ以上のアラインメント（ａｌｉｇｎｍｅｎｔ：調整)機能および種々のスイッチ機能をＩ²Ｃバス・インタフェースを介して制御しなければなない。これらの機能により、種々の信号特性（例えば、ビデオ出力の振幅とＤＣレベル、ＲＦ ＡＧＣ遅延閾値など）が工場で調整される。このような電子的調整を行うことにより、リテールのショールームにおいて各テレビジョン受像機間で一様な画質が確保され、多数のチューナまたは多数の補助入力を備えるテレビジョン受像機の各入力間で画像の均一性が確保され、信号レベルが受像機回路のダイナミックレンジの範囲内に維持される。
【０００３】
テレビジョン受像機の技術分野では、信号の正確なアラインメント（調整）を達成するために、システムのマイクロプロセッサが、受像機の複数の機能を制御できるようにする経済的な方法が必要とされる。
【０００４】
（発明の概要）
本発明は、チューナと、ＩＦ回路と、ステレオ・デコーダから成るモジュールのサポート回路を制御することにより、受像機内の信号を電子的に調整するためのテレビジョン受像機内部の装置と方法に関するものである。本発明は集積回路のディジタル／アナログ変換器（ＤＡＣ）を使用して、テレビジョン受像機内部で複数の調整機能とスイッチング機能を制御する。本発明の一つの実施例では、システム・マイクロプロセッサはＩ²Ｃバスを介してＤＡ変換器に結合され、ＤＡ変換器はビデオ調整機能と画像ＩＦ（Ｐｉｃｔｕｒｅ Ｉｎｔｅｒｍｅｄｉａｔｅ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）ミュート機能を制御する。ＤＡ変換器の出力は画像ＩＦミュート（ｍｕｔｅ：消音）回路に結合され、画像ＩＦミュート回路は、ＩＦ ＡＧＣを制御する、すなわち、ＩＦ ＡＧＣをオフまたはオンに切り替える。また、ＤＡ変換器は、ＩＦ ＡＧＣ利得を制御するビデオ・レベル制御回路に結合される。マイクロプロセッサは、６ビットの制御信号を使用して、ビデオ・レベル制御回路と画像ＩＦミュート回路を制御することができる。
【０００５】
本発明の教示は、添付されている図面と共に以下の詳細な説明を考察することにより容易に理解することができる。
理解を容易にするために、各図面に共通の要素をできるだけ同じ参照番号で表している。
【０００６】
（発明の実施の形態）
図１は、信号処理モジュール１０６、および該モジュールの動作をサポートする本発明の構成要素から成るテレビジョン受像機の一部１００のブロック図である。信号処理モジュールは、例えば、三洋電機が製作するＬＡ７５７７Ｎ型モジュールである。信号処理モジュール１０６は、音声ＩＦ（ＳＩＦ：Ｓｏｕｎｄ Ｉｎｔｅｒｍｅｄｉａｔｅ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）回路と画像ＩＦ（ＰＩＦ：Ｐｉｃｔｕｒｅ Ｉｎｔｅｒｍｅｄｉａｔｅ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）回路から成る。モジュール１０６のオーディオ回路１５４は、ＳＩＦ増幅器１４６とＳＩＦ ＡＧＣ１４８、ダウンコンバータ１４７（ミクサ）、制限増幅器１５０およびＦＭ検波器１５２から成る。オーディオ回路１５４をサポートするのは、４．５ＭＨｚ帯域フィルタ１０８である。オーディオ回路１５４は、テレビジョン受像機モジュール１０６の一部であるが、本発明の一部を形成するものではない。
【０００７】
モジュール１０６のビデオ回路部１５６は、ＰＩＦ増幅器１３４、ビデオ検波器１３２、位相検波器１３０、電圧制御発信器（ＶＣＯ：Ｖｏｌｔａｇｅ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ Ｏｓｃｉｌｌａｔｏｒ）１４０、内部のビデオ増幅器１３８、等化増幅器１４４、ナイキスト・スロープ・キャンセラ１４２、ＡＰＣスイッチ１２８、ロック検出器（ｌｏｃｋ ｄｅｔｅｃｔｏｒ）１２４、ＩＦ ＡＧＣ回路１２６およびＲＦ ＡＧＣ増幅器１２２から成る。モジュール１０６のビデオ部１５６をサポートしているのは、ＰＩＦ表面弾性波（ＳＡＷ）フィルタ１０２、位相ロックループ（ＰＬＬ）フィルタ１０４、ＰＩＦ ＡＧＣフィルタ１１８、モジュール出力における外部ビデオ増幅器１２０、音声トラップ１１０およびビデオ・レベル制御回路１１２である。ＩＦビデオ入力は、ビデオ信号を瀘波するＰＩＦ ＳＡＷフィルタ１０２に結合される。ＳＡＷフィルタにより瀘波されたビデオ信号はＰＩＦ増幅器１３４により増幅されてから、ミクサ１３２を使用してベースバンドにダウンコンバートされる。ミクサ１３２は電圧制御発信器（ＶＣＯ）１４０により駆動される。ベースバンドのビデオ信号は内部のビデオ増幅器１３８により増幅される。増幅された信号は音声トラップ１１０により瀘波され、ビデオ・レベル制御回路１１２に入力される。ビデオ・レベル制御回路１１２の動作はＩＦ ＡＧＣ１２６に影響を与え、ＩＦ ＡＧＣ１２６はＰＩＦ増幅器１３４の利得に、従ってビデオ信号の振幅に、影響を与える。ビデオ・レベル制御回路１１２の出力は等化増幅器１４４に加えられる。等化増幅器１４４の出力はさらに、ビデオ増幅器１２０により増幅され、ビデオ出力信号を形成する。ＰＩＦ ＡＧＣフィルタ１１８の出力は、ＡＰＣ（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｐｈａｓｅ Ｃｏｎｔｒｏｌ：自動位相制御）スイッチ１２８を駆動するロック検出器（ｌｏｃｋ ｄｅｔｅｃｔｏｒ）１２４に結合される。ＡＰＣスイッチ１２８は、ＰＬＬループ・フィルタの動作モード、すなわち、ＰＬＬループ・フィルタが広帯域モード（信号捕捉の間に使用される）で動作するのか、狭帯域モード（ＰＬＬロック後に使用される）で動作するのか、を選択する。システム・マイクロプロセッサ１５８はディジタル制御信号をＤＡＣ１１４に結合させ、ＤＡＣ１１４は、ビデオ・レベル制御回路１１２とＰＩＦミュート回路１１６の動作を制御する。
【０００８】
注目すべきことに、ビデオ・レベル制御回路はＩＦ ＡＧＣループ内にあり、且つＩＦ増幅器の利得はシンクチップ（ｓｙｎｃ‐ｔｉｐ）のレベルを検出することにより設定される。従って、ビデオ信号のＤＣレベルの変化（レベル制御回路１１２により遂行される）は、シンクチップのレベルとＩＦ ＡＧＣループの利得を変化させるので、ＤＣレベルの変化によりビデオ信号の振幅を制御する。
【０００９】
本発明は、ビデオ・レベル制御回路１１２とＰＩＦミュート回路１１６、および複数（８個）のディジタル・アナログ変換器（ＤＡＣ）を含む集積回路１６０を介して、信号処理モジュール１０６をサポートする。本発明に従い、集積回路１６０内の１個のＤＡＣ１１４を使用して、ビデオ・レベル制御回路１１２とＰＩＦミュート回路１１６を制御する。複数のＤＡＣ１６０は、システムのＩ²Ｃシリアル・バス１６２を介して、システム・マイクロプロセッサ１５８によって制御される。
【００１０】
図１に示す相互接続は、ＬＡ７５７７Ｎモジュール１０６内部の相互接続を表している。当業者は、ビデオ調整機能と画像（ｐｉｃｕｔｒｅ，ビデオ：ｖｉｄｅｏ）ＩＦミュート機能を制御するためのＤ／Ａ変換器の発明的使用は、他の多くの画像ＩＦ回路構成で使用できることを理解するであろう。同様に、以下に説明する発明的なビデオ増幅器１２０とビデオ・レベル制御回路１１２は他の多くのビデオ処理アプリケーションにも使用できる。
【００１１】
ＤＡＣ１１４は、６ビットの入力ディジタル情報を使用して動作し、可変アナログ出力を発生する。この出力は、ＰＩＦミュート回路１１６とビデオ・レベル制御回路１１２の両方を制御するのに使用される。あるいは、このＤＡ変換器出力または別のＤＡ変換器の出力または他の制御電圧源を使用して、外部のビデオ増幅器１２０（図７と図８に関して以下に述べる）を制御することができる。本発明に関して、システム・マイクロプロセッサとＩ²ＣバスとＤＡ変換器は集合的に制御電圧源（集合的に参照番号１６０で示す）を形成する。
【００１２】
本発明の機能を実行するＤＡＣ１１４は、フィリップス社が製作するＴＤＡ８４４４である。しかしながら、他のＤＡ変換器または制御電圧発生回路も使用できる。ＤＡＣ１１４の出力はビデオ・レベル制御回路１１２に結合される。この回路は本質的にＤＣレベル・シフタ（ｓｈｉｆｔｅｒ）であり、ビデオ信号の入力ＤＣレベルをモジュール１０６の等化増幅器１４４の中に設定する。等化増幅器の中に設定されるこのＤＣレベルの精度は、ビデオ増幅器１２０からダウンストリームのビデオ処理回路の適正な動作にとって重要であり、またＩＦ ＡＧＣ回路の適正な動作を達成するために、重要である。本発明では６ビット以下のディジタル情報を使用して、ビデオＤＣレベルを制御しており、これはＬＡ７５７７Ｎのために十分である。他のアプリケーションには、これ以上またはこれ以下のビットを使用できることは当業者に容易に理解できるであろう。ビデオ・レベル制御回路１１２に結合されるＤＡＣ１１４からの出力と同じ出力がＰＩＦミュート回路１１６にも結合される。
【００１３】
ＰＩＦミュート回路１１６は、ＩＦ ＡＧＣ制御電圧を大地電位に引き寄せることにより、ＩＦ増幅器の利得を最小限度に設定する。この機能はＶＣＯの自走周波数を調整するために工場および現場でのサービスで使用される。補助入力を備えるテレビジョン受像機では、チューナのＩＦビデオ信号から、選択された補助入力信号への漏話を防止するために、もし必要なら、ＰＩＦミュート回路１１６を使用することもできる。本発明では、画像（ビデオ）ＩＦミュート機能により、チューナのＲＦ増幅器の利得も最小限度に設定される。何故ならば、ＩＦ ＡＧＣ制御電圧がＲＦ ＡＧＣの遅延調整により決定される基準電圧以下に引き下げられると、モジュール１０６のＲＦ ＡＧＣ制御電圧（ピン１０）は大地電位に引き寄せられるからである。この結果、ＩＦ増幅器の利得を最小限度に設定すれば、より効果的なミューティング（ｍｕｔｉｎｇ）が得られる。
【００１４】
もし２つの機能が、ａ）相補的であるか、またはｂ）決して同時に使用されないが、同時に使用されても、互いに干渉しなければ、上述した回路を使用して、この２つの機能のために単一のＤＡＣ１１４を使用することができる。相補的機能は同時に使用するためのものである。ビデオ調整機能と画像（ビデオ）ＩＦミュート機能は相補的なものである。何故ならば、ａ）画像ＩＦミュートは、ビデオ出力を適正な調整点に設定しなければならないときはいつも、非作動化されなければならない；そしてｂ）画像ＩＦミュートが働いているときはいつも、ビデオ出力を最小限度にすることが目的であるからである。従ってＰＩＦミュート回路１１６とビデオ・レベル制御回路１１２の両方を制御するために単一のＤＡＣ１１４を使用することができる。
【００１５】
図２は、ＰＩＦミュート回路１１６の概略図を示す。ＤＡＣ１１４の出力はトランジスタＱ２０８のベースに結合される。トランジスタＱ２０８のエミッタは抵抗Ｒ２００を介してＶ_refされ、Ｑ２０８のコレクタは抵抗Ｒ２０２を介して接地される。Ｑ２０８のコレクタはトランジスタＱ２１０のベースにも結合され、Ｑ２１０はエミッタ共通回路を形成し、そのコレクタは抵抗Ｒ２０４を介して電源に結合される。トランジスタＱ２１０のコレクタは抵抗Ｒ２０６を介してトランジスタＱ２１２のベースに結合される。
【００１６】
Ｑ２０８のエミッタは基準電圧に引き上げられる。基準電圧は画像ＩＦミュートのスイッチ点をＤＡ変換器の最大出力電圧よりも約１Ｖ_BE低く設定する。これにより、１ビット以下のＤＡＣレンジ（ｒａｎｇｅ）を使用するスイッチ動作が保証されると共に、ビデオＤＣレベル制御のためにできるだけ多くのＤＡＣレンジが維持される。ＤＡ変換器の出力電圧は、ＤＡ変換器の入力値が０のとき最小で、ＤＡ変換器の入力値が６３のとき最大である。
【００１７】
図３は、ＰＩＦミュート回路１１６の動作を表す典型的な特性曲線３００を示す。横軸３０２は制御電圧（０から６３までのディジタルＤＡＣ値）を示し、右側の軸３０４に画像ＩＦミュート出力電圧を示す。本発明をよく理解するために、図２と図３を同時に参照すべきである。５３以下のＤＡＣ値について、トランジスタＱ２１２はオフであり、画像ＩＦミュート出力電圧はＩＦ ＡＧＣループにより決定される。このＤＡＣレベルにおいて、ＤＡ変換器はビデオＤＣレベルを制御するだけである（以下に述べる）。５３またはそれ以上のＤＡＣ値について、トランジスタＱ２１２はオンであり、画像ＩＦミュート出力はＡＧＣ制御信号を大地に引き寄せ、モジュール１０６のビデオ出力は最小限度にされる。ビデオ出力がミュートされている間、ＶＣＯの自走周波数は調節され、補助入力をテストすることができる。
【００１８】
図４は、図１のビデオ・レベル制御回路１１２の実施例を示す。この回路１１２は、上述したテレビジョン受像機の構成において使用でき（その場合、単一のＤＡＣ１１４がＰＩＦミュート回路１１６とビデオ・レベル制御回路１１２の両方を駆動する）、またはより伝統的な設定において使用することができる(その場合、ビデオ・レベル制御回路１１２がそれ自体の制御電圧源により制御される)。
【００１９】
図４において、トランジスタＱ４００およびＱ４０２はＤＣレベル・シフト回路４２２を４．５ＭＨｚ音声トラップ（図１の１１０）から分離する。トランジスタＱ４００はトランジスタＱ４０２のＶ_BE降下を相殺し、また、これは、回路１１２の温度ドリフトを最小限度に抑える。トランジスタＱ４０２のコレクタにおけるＤＣ電圧は一定であり、エミッタは抵抗Ｒ４０８を介して接地される。従って、Ｑ４０２のコレクタと図１のモジュール１０６のピン１９におけるＡＧＣ検波器入力との間のＤＣレベルのシフトは、トランジスタＱ４０４と抵抗Ｒ４１２から成る電流源により定められるＤＣ電流とＲ４１０の値に依存する。この電流は電圧Ｖｃ（Ｒ４１６に接続されるＤＡ変換器の出力）により制御される。コンデンサＣ４２０はＤＡ変換器の出力に存在するノイズを瀘波する。
【００２０】
ビデオ・レベル制御回路１１２の効果を図６に示す。図６で、制御電圧（ディジタルＤＡＣ値）を横軸６００に示し、ビデオ出力値を縦軸６０２に示す。ＤＡＣ値が増加するにつれて、ビデオ出力の振幅（曲線６０４で示す）は線形に減少する。このような振幅の減少が生じるのは、回路１１２がビデオ信号のＤＣレベルをシフト（変化）させるからである。このビデオ・レベルのシフトは、ＩＦ ＡＧＣ利得の設定に使用されるシンクチップ（ｓｙｎｃ‐ｔｉｐ）レベルをシフトさせる。その結果、ＩＦ ＡＧＣ回路は、ＩＦ増幅器（図１の１３４）の利得を変える。このグラフ上で、典型的な工場での調整レベルは水平の点線６０６（上のレベル）と６０８（下のレベル）として重ね合わされている。図５のＡは、比較的低い制御電圧（抵抗Ｒ４１４を通る比較的少ない電流）を有するモジュール１０６からの出力信号を示し、図５のＢは、比較的高い制御電圧（抵抗Ｒ４１４を通る比較的多い電流）を有するモジュール１０６からのビデオ出力電圧を示す。明らかに、ビデオ・レベル制御回路１１２の制御電圧の変化はビデオ信号の振幅を効果的に変化させる。図４に示す回路はＬＡ７５７７Ｎ（信号処理モジュール）のために特別に設計されたが、そのコンセプトは、ＤＣレベルをＡＧＣ検波器に先立ち調節できる他のＩＦ ＡＧＣ集積回路にも応用できる。
【００２１】
本発明が提供する回路構成により、システム・マイクロプロセッサを使用し、システムＩ²Ｃバスを介して調整動作を制御することによりテレビジョン受像機の信号のアラインメント（調整）が容易に行なわれる。この回路構成には画像ＩＦミュート回路とビデオ・レベル制御回路が含まれている。画像ＩＦミュート回路とビデオ・レベル制御回路は単一の制御電圧源によって制御することができる。この発明的な回路構成により、テレビジョン受像機システムに存在するマイクロプセッサとＩ²Ｃバスを介して、工場での調整とテストの間、信号調節の付加的な機能性が得られる。
【００２２】
ここでは本発明の教示を組み入れた実施例を詳細に説明したが、当業者はこれらの開示を組み込んだ他の種々の実施例も数多く容易に考案することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に従って構成されるテレビジョン受像機の一部を示す。
【図２】 画像ＩＦミュート回路の概略図を示す。
【図３】 制御電圧（ＤＡＣ値）に対する画像ＩＦミュート出力をグラフで示す。
【図４】 ビデオ・レベル制御回路の概略図を示す。
【図５】 図５のＡは、比較的低いＤＡＣ値に対するビデオ・レベル制御回路の出力信号をグラフで示す。
図５のＢは、比較的高いＤＡＣ値に対するビデオ・レベル制御回路の出力信号をグラフで示す。
【図６】 制御電圧（Ｖｃ：図４）に対するビデオ出力レベルをグラフで示す。

Claims (12)

1. テレビジョン受像機内の信号を調整する信号調整装置であって、
   制御信号を発生する制御信号源と、
   前記制御信号源に結合されるミュート回路と、
   前記制御信号源に結合されるビデオ・レベル制御回路と、から成り、
   前記制御信号源からの前記制御信号の第１の振幅の範囲が前記ミュート回路を制御し、前記制御信号の第２の振幅の範囲が前記ビデオ・レベル制御回路を制御する、信号調整装置。
2. 前記制御信号源がディジタル・アナログ変換器を含む、請求項１記載の信号調整装置。
3. 前記制御信号源が更に、バスを介して前記ディジタル・アナログ変換器に結合されるマイクロプロセッサを含む、請求項２記載の信号調整装置。
4. 利得制御ループを更に含み、該利得制御ループの利得が前記ビデオ・レベル制御回路によって制御される、請求項１記載の信号調整装置。
5. 前記ミュート回路が前記利得制御ループに結合される、請求項４記載の信号調整装置。
6. 前記ディジタル・アナログ変換器への入力が多数のビットを有し、前記ミュート回路を制御するために所定数のビットが使用され、前記ビデオ・レベル制御回路を制御するために前記ディジタル・アナログ変換器の残りのレンジが使用される、請求項２記載の装置。
7. バッファ回路と、
   前記バッファ回路に結合されるＤＣレベル・シフト回路と、を含む請求項１記載の信号調整装置。
8. 前記ミュート回路は、起動されると、ＩＦ ＡＧＣ回路を非作動化する、請求項１記載の信号調整装置。
9. 前記ミュート回路は、起動されると、ＩＦ ＡＧＣ回路とＲＦ ＡＧＣ回路の両方を非作動化する、請求項１記載の信号調整装置。
10. テレビジョン受像機内で信号の調整を行う方法であって、
    レベル・シフト回路とＩＦ ＡＧＣミュート回路を有するＩＦ ＡＧＣループを備えるステップと、
    制御信号の第１の振幅の範囲に応答して前記ＩＦ ＡＧＣループ内でビデオ信号のＤＣレベルを変更するステップと、
    前記制御信号の第２の振幅の範囲に応答して前記ＩＦ ＡＧＣループを非作動化するステップと、から成る方法。
11. 前記ミュート回路を制御するために所定数のビットが使用され、前記レベル回路を制御するために残りのビット数が使用され、多ビットのディジタル信号から前記制御信号を発生するステップを更に含む、請求項１０記載の方法。
12. 前記非作動化するステップが更に、ＲＦ ＡＧＣループを非作動化するステップを含む、請求項１０記載の方法。

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