KR100234838B1 - 디지탈 텔레비전 수상기의 클록 신호발생기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 시스템 클록이 발생되는(155,129) 협대역 상위 우선순위 정보와 하위 우선순위 정보를 포함하는 고선명 텔레비전 신호를 수신하는 디지탈 신호 처리 회로(118-128,150)를 구비한 고선명 텔레비전 수상기에 관한 것이다. 채널이 변경된 후, 요구 위상 특성을 갖는 클록 신호가 새롭게 튜닝된 채널의 협대역 정보로부터 발생될(131,133)때까지, 앞서 튜닝된 채널에 관련된 협대역 정보로부터 발생된(137-139)클록 신호가 수신기 클록으로써 사용된다.

Description

디지탈 텔레비전 수상기의 클록 신호 발생기

제 1 도는 본 발명에 따른 장치와 디지탈 신호 처리 회로망을 포함하는 디지탈 텔레비전 수상기의 일부를 도시한 블록도이다.

제 2 도는 제 1 도의 수상기에 의해 수신되고 처리되는 양립성 동시방송 다중 QAM 고 선명 텔레비전 신호의 기저대 비디오 주파수 스펙트럼을 도시한 도면이다.

제 1 도에 제 2 도에 도시된 유형의 HDTV 신호를 수신하여 디지탈 처리하는 HDTV 수상기의 일부가 예시된다. 제 1 도에 도시된 수신 장치를 서술하기에 앞서 상기 신호에 대해 설명한다.

제 2 도에 표준 NTSC 텔레비전 신호 채널의 6 MHz 대역폭에 적합하고 동시방송 신호로 사용될 수 있는 고 선명 텔레비전 신호의 비디오 주파수 스펙트럼이 예시된다. 제 2 도의 주파수 범위(-1.25MHz 내지 4.5 MHz)에 따른 주파수는 표준 NTSC 시스템에서 RF 화상 반송파의 0.0MHz 주파수 위치를 기준으로 한다.

HDTV 텔레비전 신호는 상위 우선순위 정보 성분 및 하위 우선순위 정보 성분으로 분류되는 데이타 압축 신호이다. 오디오의 경우, 고신뢰도로 수신될 동기와 및 저주파수 비디오 정보 성분에 상위 우선순위가 지정된다. 예컨대, 동기화 정보는 특정 표시 즉 신호 복구를 용이하게 하는 코드를 포함하고 수신기에서 처리되는 트레이닝 신호로 존재하며, 예시적으로는 필드율 주사 정보(예컨대, 필드 마커의 시작)를 포함할 수 있다. 고주파 비디오 정보와 같이 덜 중요한 성분은 하위 우선순위를 지정받게 된다. 상위 우선순위 정보는 하위 우선순위 정보에 비해 좁은 대역폭을 나타내며, 이하 설명될 신호(REF)를 기준을 0.96MHz의 제 1 억압 반송파를 직각 진폭 변조(QAM)한다. 하위 우선순위 정보는 또한 신호(REF)를 기준으로 하는 3.84MHz의 제 2 억압 반송파를 직각 진폭 변조한다. 이 경우 그 합성 신호는 다중 QAM 신호, 즉, "트윈" QAM신호의 형태로 존재하다. 합성 트윈 QAM 신호는 대역외 기준 신호(REF)에 의해 6MHz의 표준 텔레비전 대역으로 전송된다. 신호(REF)가 합성 QAM 신호에 의해 변조되는 경우, 결과의 합 성분 및 차 성분 중 하나는 동시 방송 VHF 채널 3과 같은 요구 무선 주파수 텔레비전 채널에 관련된 주파수의 대역내에 존재하도록 신호(REF)의 주파수가 선택된다. 신호(REF)는 합성 트윈 QAM 신호에 의해 변조되어 이중 측파대 변조 신호를 생성하는데, 제 2 도에 도시된 바와같이 하측파대는 제거되고 상측파대는 유지된다.

협대역 QAM 성분의 진폭은 광대역 QAM 성분의 진폭보다 매우 큰데, 이 실례에서는 두 배 크다. 협대역 QAM 성분의 -6 dB 대역폭은 0.96 MHz이고, 광대역 QAM 성분의 -6 dB 대역폭은 3.84MHz로 협대역 QAM 성분의 대역폭의 네 배이다. 협대역 및 광대역 QAM 성분의 비선형 대역 에지 전의 영역은 증가된 코사인 특성의 제곱근을 갖는 유한 임펄스 응답(FIR) 필터에 의해 형성되어, 첨예한 전이 영역에 의해 생성되는 바람직하지 않은 고주파 영향을 막아주는 평활한 전이 영역을 이룬다. 협대역 성분은 약 17%의 과잉 대역을 갖는, 즉, 식에 의해 정해지는 이론적 최소 대역폭보다 17% 이상의 진폭 대 주파수 특성을 나타내는데, 여기서 T는 주신호의 심볼 구간이다. 대역 에지전이 영역(치수는 표시되지 않음)의 광대역 성분의 진폭 대 주파수 응답은 협대역 성분보다 ¼ 더 경사진 기울기를 갖는다

협대역 및 광대역 QAM 성분의 각각 동상 성분 "I"와 직교 위상 성분 "Q"를 포함한다. I 위상 성분은 억압 코사인 반송파를 변조하고 Q 위상 성분은 억압 사인 반송파를 변조한다. 데이타 "심볼"은 I 성분과 Q 성분 양자에 의해 표시된다. 이 실례로서 합성 QAM 신호는 "16 QAM" 신호이다. 각각의 16 QAM I 성분 및 Q 성분은 4 이산 진폭 레벨을 나타내는데, 그 결과 각각의 협대역 QAM 신호 및 광대역 QAM 신호에 대하여 총 4×4 즉 16 가능 진폭 레벨을 갖게 되므로 "16" QAM 이다. 각각의 I 성분 및 Q 성분의 4 레벨을 지정하기 위해 2 비트가 필요함에 따라, 각 데이타 심볼은 I, Q 합성을 위한 16 레벨을 지정하기 위해 4 비트를 요구한다. 따라서, 3.84MHz (-6 dB) 광대역 QAM 신호의 비트율은 15.36 Mbps (3.84 MHz×4 비트)이고, 0.96 MHz(-6 dB)협대역 QAM 신호의 비트율은 3.84 Mbps (0.96 MHz×4 비트)이다. 64 QAM 시스템에서, 협대역 성분 및 광대역 성분의 비트율은 1.5의 인자만큼 증가한다. 상기한 다중(트윈) QAM 신호는 표준 NTSC 텔레비전 신호에 관련된 혼신으로부터 중대한 동일 채널 면역을 나타내는데, 상기 표준 NTSC 텔레비전 신호는 트윈 QAM 신호로써 동일 채널에서 상이한 위치로부터 전송되는 NTSC 신호이다. 트윈 QAM 신호로부터 NTSC 신호로의 동일 채널 혼신은 매우 감소된다.

광대역 QAM 신호 및 협대역 QAM 신호의 비트율은 각각 15.36 Mbps 및 3.84 Mbps 인데, 바람직하게는 4 : 1 정수 관계를 보인다. 동일한 유도 데이타 클록이 두 QAM 성분의 데이타 복구 동작을 타이밍 하는데 쉽게 사용될 수 있으므로, 상기 관계에 의해 수신기에서 협대역 및 광대역 QAM 정보의 복구가 간단하게 될 수 있다. 수신기 시스템의 요구 데이타 클록율은, 이하 설명과 같이, 쉽게 복구된 고전력 협대역 QAM 신호로부터 용이하게 유도될 수 있다.

제 1 도의 수신기 시스템에서, 안테나(110)에 의해 수신되는 방송 트윈 QAM 신호는 송신기에서 사용되는 신호(REF)의 주파수에서 기준 신호(REF)와 함께 튜너(111)를 경유하여 믹서(112)에 인가된다. 튜너(111)는 종래의 방식으로 한 채널로부터 다른 채널로 수신기를 튜닝하는 시청자 조절가능 장치를 포함한다. 믹서(112)의 출력 신호는 합 성분과 차 성분을 포함한다. 보다 높은 주파수의 합 성분은 저역 통과 필터(114)에 의해 제거되는데, 상기 필터(114)는 차 성분을 아날로그-디지탈 변환기(116)에 통과시킨다. 통과된 차 성분은 제 2 도에 도시된 합성 변조 주파수 스펙트럼을 나타내는데, 약 0.96 MHz 중심의 협대역 QAM 변조 스펙트럼과 약 3.84 MHz 중심의 광대역 QAM 변조 스펙트럼을 포함한다.

장치(116)로부터 디지탈 샘플링된 출력 신호는 복조기(118)에 인가되는데, 이 복조기(118)는 조사(120, 122, 124, 126, 128)와 함께 협대역 QAM 상위 우선순위 신호 프로세서를 형성한다. 복조기(118)는 협대역 QAM 성분을 선택적으로 통과시키고 광대역 QAM 성분을 제거하는 다수의 입력 FIR 필터를 포함한다. 특히, 협대역 QAM 복조기(118)는 제 2 도에 도시된 바와 같은 변조된 협대역 QAM 성분의 진폭 대 주파수 특성의 형태와 실질적으로 일치하는 진폭 대 주파수 특성을 갖는 필터를 포함한다. 장치(16)의 출력 신호는 또한 광대역 QAM 하위 우선순위 신호 프로세서(150)에 인가되기도 하는데, 상기 프로세서(150)는 협대역 QAM 상위 우선수위 프로세서에서 볼 수 있는 소자와 유사하며 광대역 성분은 선택적으로 통과시키고 협대역 QAM 성분은 제거하는 소자를 포함한다. 광대역 QAM 하위 우선순위 프로세서(150)는 제 2 도에 도시된 변조된 광대역 QAM 성분의 진폭 대 주파수 특성의 형태와 실질적으로 일치하는 응답을 갖는 필터를 구비한 복조기를 포함한다. 따라서, 상기 수신기 시스템은 표준 선명 텔레비전 신호의 고에너지 정보와 관련된 주파수에서 신호 감쇠 노치를 나타낸다.

종래 설계의 적응 이퀄라이저(120)는 복조기(118)로부터 복조된 직각 위상 I 및 Q 성분을 수신한다. 이퀄라이저(120)는 전송 채널에 의해 야기되는, 예를 들어 고스트를 포함하는 위상 불규칙성과 진폭을 보상하도록 적응 디지탈 FIR 필터를 이용한다. 이 실례에서, 적응 이퀄라이저(120)는 최소 요구 구간 이상에 대해 샘플링할 수 있는 이른바 부분적으로 이격된 이퀄라이저로써, 위상 시프트 및 진폭 변경이 출력 I 및 Q 성분의 요구 진폭 및 위상 특성을 생성하는데 필요한 것은 무엇이든 유도한다. 이퀄라이저(120)는 I 및 Q 성분값의 요구 위상값 및 진폭값을 갖는 ROM 프로그램을 포함한다. 출력 I 및 Q 성분 값들은 프로그램 값과 각각 비교되고, 입력 I, Q 값은 이 비교값의 결과를 근거로 하여 프로그램 값에 근접하도록 조정된다. 이퀄라이저(120)는 요구 출력 진폭 및 위상 특성을 생성하는데 필요한 위상 및 진폭 변경량을 얻도록 심볼 구간 내에서 부샘플링될 수 있다. 그 결과, 그러한 위상은 바람직하게는 실질적으로 일정해야 함에도 불구하고 이퀄라이저(120)의 동작은 인가된 클록 신호의 위상에 의해 실질적으로 영향을 덜 받는다. 인가된 클록 신호의 위상 특성에 대하여 부분적으로 이격된 이퀄라이저가 더 나은 성능을 나타내지만, 이퀄라이저(120)는 동기 이퀄라이저로 존재할 수 있다. 부분적으로 이격된 이퀄라이저 및 동기 적응 이퀄라이저에 대해 텍스트"디지탈 통신" (Lee 및 Messerschmitt, Kluwer Academic Publichers, Boston, MA, USA, 1988)에 기재되어 있다.

장치(120)로부터 등화된 I 및 Q 신호는 추정기(126)에 인가되는데, 이 추정기(126)는 전송에 따라 I 및 Q 성분의 값과 가장 유사한 추정을 표시하는 출력 I 및 Q 성분을 생성한다. 예컨대, 추정기(126)의 출력에서 I 및 Q 성분의 값은 전송 과정에서 획득되는 잡음의 왜곡 영향을 보상하도록 필요에 따라 조정된다. 추정기(126)는 샘플에 대한 값을 지정하는 해석 기능을 필수적으로 수행하는데, 잡음과 같은 영향에 기인하여, 16 포인트 4 사분면 신호 배열의 지정 위치에 정확하게 맞지는 않는다. 추정기(126)의 출력 신호는 디코더(122)에 인가되는데, 이 디코더(122)는 송신기에서 인코더에 의해 수행되는 매핑 동작의 역을 필수적으로 나타낸다. 4 사분면 신호 배열을 이진 형태의 순차적인 4 비트(심볼) 세그먼트로 "언매핑(unmapping)" 하도록 조사표가 이용되는데, 상기 세그먼트는 송신기에서 인코딩되기 전에 이 송신기에 존재하던 것이다.

추정기(126)의 입력 출력 I 신호와 입력 및 출력 Q 신호간의 위상 에러에 비례하는 크기를 갖는 반송파 위상 에러 출력 신호를 생성하기 위해 에러 검출기(124)는 추정기(126)의 I 및 Q 입력 신호 및 출력 신호를 모니터 한다. 위상 에러는 잡음 효과에 기인할 수 있는데, 위상 에러가 자연 상에 임의로 존재하는 경우이다. 에러 검출기(124)의 출력 ERROR 신호는 요구 값, 즉, 송신기에서의 해당 신호(REF)의 주파수의 값으로부터 이탈한 신호(REF)를 보상하는데 궁극적으로 사용된다. 에러 검출기(124)는 합성기(135)에 의한 주파수 편이나 튜너(11)에 관련된 발진기의 주파수 편이에 기인할 수 있는 위상 및 주파수 오프셋을 감지하기 위해 이퀄라이저(120)보다 높은 샘플링 속도로 동작한다.

특히, ERROR 신호는 전압 제어 발진기(VCO) 회로망(128)에 인가되는데, 직각 복조기(118)에 인가되는 직각 위상 사인 및 코사인 기준 신호의 값을 변경하는 저역 통과 필터를 포함한다. 검출기(124)의 에러 표시 출력 신호가 요구값으로부터의 신호(REF)의 임의의 주파수 편이가 보상되는 것을 지시할 때까지 변경된 사인 및 코사인 기준 신호는 복조 과정을 변경한다. 장치(128)에 관련된 저역 통과 필터가 ERROR 신호를 필터링하여 VCO (128)로부터의 기준 신호의 값과 복조기(118)의 동작은 상기 주파수 편이같은 비랜덤 상태의 에러에 응답하여 변경되지만 잡음같은 랜덤 효과에 의한 영향을 받지 않는다. 광대역 QAM 하위 우선순위 신호 프로세서(150)는 상기한 협대역 QAM 프로세서의 장치(118, 120, 126, 124, 128)와 동일한 방식으로 동작하는 소자들을 포함한다. 추정기(126), 검출기(124), VCO(128) 및 복조기(118)를 포함하는 유형의 제어 루프의 동작과 관련된 추가의 정보는 앞서 기재한 Lee 및 Messerschmitt의 텍스트 "디지탈 통신"에서 얻을 수 있다.

신호 프로세서(140)는 디코더(122)의 복조된 상위 우선순위 데이타 신호와 프로세서(150)의 복조된 하위 우선순위 데이타 신호를 결합한다. 프로세서(140)는 허프만 디코더 및 역양자화기 같은 데이타 압축해제 회로망과, 에러 보정 회로망과, 별도의 오디어 텔레비전 신호 성분 및 비디오 텔레비전 신호 성분을 공급하는 디멀티플렉싱 및 신호 결합 회로망을 포함할 수 있다. 오디오 성분은 사운드 재상 장치(146)에 인가되기 전에 오디오 신호 프로세서(142)에 의해 처리된다. 비디오 성분은 비디오 신호 프로세서(144)에 의해 처리되어, 이미지 표시 장치(148)에 인가되는 이미지 표시 신호를 생성한다.

직접 디지탈 주파수 합성기(129)는 시스템 클록 발생기(130)의 주 클록 신호에 응답하여 15.36MHz 클록 신호(CLK)를 생성하는데, 상기 발생기(130)는 믹서 기준 신호(REF)를 발생하기 위해 주파수 합성기(135)에 클록 신호를 공급하기도 한다. 발생기(130)의 클록 신호는 합성기(129, 135)의 동작을 동기화하는데 사용되며, 이 실례에서는 10MHz의 주파수를 나타낸다. 신호(REF)의 주파수는 전송기에서 사용되는 신호(REF)의 주파수에 공칭적으로 대응한다. 요구 주파수로부터 신호(REF)의 임의의 주파수 편이는 상기한 바와 같이 보상된다. 소스(129)의 신호(CLK)는 하위 우선순위 프로세서(150)의 디지탈 신호 처리 회로의 클록 신호이다. 상위 우선순위 협대역 프로세서는 광대역 신호의 대역폭의 ¼의 대역폭을 갖는 신호를 처리한다. 따라서, 상위 우선순위 프로세서 소자는 주파수 분할기(136)에 의해 공급되는 바와 같이 신호(CLK)의 주파수의 ¼의 주파수(3.84MHz)를 갖는 클록 신호(CLK/4)에 응답한다.

수신기의 클록 신호(CLK)의 주파수는 전송기에서 이용되는 클록 신호의 주파수에 대응한다. 좀더 신뢰성있게 수신된 상위 우선순위 협대역 QAM 성분에 포함된 정보로부터 수신기 클록 신호를 발생함으로써 적절한 수신기 클록 주파수를 용이하게 설정할 수 있다. 특히, LPE(114)의 출력으로부터의 합성 QAM 신호는 비선형 신호 발생기(131)에 인가되는데, 예컨대 이 발생기(131)는 자체로 입력을 곱하는 곱셈기 같은 N 제곱의 발생기와 같은 것인데, 여기서 N은 2 또는 4일 수 있다. 장치(131)는 협대역 QAM 성분의 심볼율로 단일 주파수 성분을 생성한다. 이 경우에, 심볼율은 0.96MHz로 비트율의 ¼에 해당한다. 장치(131)는 또한 매우 감쇠된 출력 성분을 하위 우선순위 광대역 QAM 성분의 심볼율로 생성하는데, 이 출력 성분은 다음 신호 처리 장치에 의해 무시된다.

장치(131)의 0.96MHz 심볼율의 출력 성분은 위상 시프터(133)에 인가되기 전에 필터(132)에 의해 대역통과 필터링된다. 필터(132)는 0.96MHz 심볼 주파수에서 중심 주파수를 갖는다. 필터(132)의 대역폭은 제한된 것은 아니지만, 적절한 신호 대 잡음비를 제공하기에 충분해야 한다. 위상 시프터(133)는 이하 설명될 조건 하에서 필터(132)의 0.96MHz 출력 신호의 한 클록 주기 까지의 가변 지연을 생성한다. 통상적인 정상 상태 동작 조건에서, 위상 시프터(133)는 정적 상태를 보이며, 필요에 따라 필터(132)의 신호에 지연량을 부가하여 입력신호의 위상을 위상 검출기(137)에 등화시킨다.

통상의 정상 상태 조건에서 전기 스위치(134)는 도시된 바와같이 위치 "A"에 있다. 따라서, 장치(133)의 0.96MHz 심볼율 출력 성분에 응답하는 위상 검출기(137)는 저역 통과 필터(138), 합성기(129) 및 제수 16의 주파수 분할기(139)와 함께 위상 고정 루프를 형성한다. 필터(138)는 비선형 신호 발생기(131)의 동작에 의해 생성되는 잡음을 포함한 스퓨리어스 주파수를 제거한다. 주파수 분할기(139)는 합성기(129)로부터 15.36MHz 신호를 수신하여, 주파수 분활된 0.96MHz 출력 신호를 위상 검출기(137)의 제어 입력으로 공급한다. 합성기(129)는 필터(138)로부터 장치(129)의 제어 입력으로 인가되는 신호에 의해 정해지는 위상 증분을 클록 발생기(130)로부터의 신호의 주파수에 의해 정해지는 속도로 축적하는 레지스터를 포함한다. 장치(129)의 출력 신호를 합성하는 사인 값을 포함하는 ROM은 상기 축적된 위상값에 의해 주소 지정된다. 장치(129)의 기능은 Qualcomm 사(San Diego, California, US)에서 시판되고 있는 Q2334 형 직접 회로를 이용하여 실행될 수 있다.

이러한 시스템에서, 상위 우선순위 성분은 첨예한 밴드외 감쇠, 즉, 가파른 "스커트"를 갖는 협대역을 나타낸다. 협대역 QAM 성분의 작은(17%) 과잉 대역폭으로 인해, 비선형 발생기(131)가 채널 변경같은 시스템 동요 후에 적당하게 동기화된 클록 신호를 신속하게 발생하기에 충분한 크기의 출력신호를 생성하지는 않는다. 비선형 발생기(131)에 인가되는 협대역 QAM 성분이 비교적 큰 진폭을 나타낼지라도, 발생기(131)가 큰 출력 신호를 발생하는 것을 협대역 QAM 성분의 작은 과잉 대역폭을 이용하여 방지할 수 있다. 입력 QAM 신호에 응답하여 장치(131)와 같은 비선형 신호 발생기(예, 곱셈기)로부터 출력되는 신호의 크기는 입력 신호의 특히 대역 에지에서의 진폭 대 주파수 특성의 형태에 대한 함수로 나타난다. 주어진 통과 대역 진폭 특성에 대하여, 대역 에지의 가파른 기울기로 인해 입력 신호의 심볼율로 작은 진폭의 단일 주파수 출력 성분이 생성되는 반면, 대역 에지의 완만한 기울기로 인해 큰 진폭의 출력 성분이 생성된다.

비선형 발생기(131)의 소신호 출력에 의해 협대역 위상 고정 루프는 발생기(131)에 따라 작용하게 된다. 이 경우에 사용되는 협대역 위상 고정 루프는 광대역 위상 고정 루프에 비해 느린 응답 시간을 나타내는데, 이로써 위상 고정 루프의 출력 클록 신호는 위상 고정이 획득될 때까지 한 주기의 시간동안 느리게 변하는 위상을 나타낸다. 위상 고정에 앞서 느리게 변하는 위상은 작응 이퀄라이저(120) 및 다른 클록 응답 회로의 동작에 역영향을 미치므로 바람직하지는 않다. 부분적으로 이격된 이퀄라이저(120)는 상이한 고정 클록 위상에 대해 실질적으로 영향을 받지 않음에도 불구하고, I 및 Q 입력 신호가 출력 신호의 위상 에러 및 반송파 위상 에러를 최소화 하는 것에 관한 트래킹 문제가 위상 고정에 앞서 변하는 클록 위상에 의해 발생한다. 이러한 트래킹 문제는 채널 변경의 초기화와 다음의 위상 고정 사이의 구간에서 특히 발생하기 쉬운데, 이하 설명될 클록 신호 발생 장치에 의해 방지될 수 있다. 새로운 신호를 획득하는 동안 가변 클록 위상은 이퀄라이저의 컨버젼스를 더디게 하거나 분열시킨다. 이러한 상태는 특히 이퀄라이저가 새로운 채널의 진폭 대 위상 특성을 보상하도록 조정되는 동안 채널 변경 후에 발생한다. 채널이 변경되면, 시청자들은 채널 변경 직후에 시청할 수 있는 이미지를 보는 것을 선호하므로 새로운 채널의 왜곡되지 않고 시청가능한 이미지가 신속히 생성되는 것이 바람직하다. 따라서, 채널 변경이 분열된 후 적절한 클록 신호를 신속히 발생하는 것이 중요하다. 이는 위상 시프터(133), 스위치(134), 제어 회로망(155)과 결합하여 상기 장치에 의해 수행된다. 회로망(155)은 이하 설명되는 바와 같이 특정 입력 신호의 크기에 대한 함수로써 출력 제어 신호를 공급하는 스위칭 및 논리 회로와 비교기를 포함하는 마이크로프로세서이다.

주어진 채널에 대한 통상적인 정상 상태 동작 조건에서, 스위치(134)는 도시된 바와 같이 위치 A에 있으며, 소자(137, 138, 134, 129, 136)를 포함하는 위상 고정 루프는 공동 작용하여 위상 스프터(133)로부터 위상 검출기(137)에 인가되는 0.96 MHz의 입력 신호와 주파수 분할기(139)로부터 위상 검출기(137)에 인가되는 0.96 MHz의 입력 신호간에 실질적으로 0°의 위상 차이를 유지하게 된다. 후자의 신호는 위치 A의 스위치(134)를 경유하여 전송되는 필터(138)로부터의 위상 에러 표시 제어 신호에 응답하여 합성기(129)에 의해 발생한다.

채널 변경이 시청자에 의해 초기화되면, 튜너(111)는 예컨대 펄스로 된 출력 채널 변경 지시 신호(CC)를 제어 회로망(155)의 입력단에 공급한다. 신호(CC)로 인해 제어 회로망(155)은 스위치(134)가 위치 A 대신 위치 B를 차지할수 있는 크기를 갖는 출력 스위칭 제어 신호(S)를 공급하게 된다. 위치 B 에서 필터(138)의 출력으로부터의 위상 에러 제어 신호는 합성기(129)로부터 위상시프터(133)로 스위칭된다. 제어 회로망(155), 스위치(134) 및 위상시프터(133)가 공동 작동하여 이전 채널에 관련된 클록 신호의 위상을 갖는 새로운 채널에 대한 필터(132)의 출력 신호의 위상을 정렬하는 동안, 합성기(129)는 미리 튜닝된 채널의 위상 특성을 갖는 출력 클록 신호(CLK)를 계속 공급한다. 이 시간 동안 상위 우선순위 프로세서 및 하위 우선순위 프로세서의 디지탈 신호 처리 회로는 CLK/4 및 CLK로 고정된 위상 클록 신호를 각각 수신한다.

필터(138)로부터의 위상 에러 표시 제어 신호는 장치(133)에 의해 생성되는 위상 시프트의 크기 및 방향을 결정하기 위해 위치 B 의 스위치(134)를 경유하여 위상 시프터(133)의 제어 입력단에 인가된다. 분할기(139)를 경유하여 전달되는 합성기(129)로부터의 신호와 필터(132)에 의해 전달되며 위상 검출기(137)의 기준 신호로 작용하는 새롭게 선택된 채널의 위상 시프트된 신호간의 위상 차이가 위상 시프터(133)의 작동에 의해 언제 최소화되는 지를 정하도록 제어기 회로망(155)은 필터(138)로부터 위상 에러 신호(E)를 모니터한다. 최소화에 이르면, 즉, 위상 검출기(137) 및 필터(138)의 출력이 위상 검출기(137)의 입력 신호들 간의 실질적으로 0°의 위상 차이를 가리키게 되면, 제어 회로망(155)은 신호(S)를 통해 스위치(134)를 위치 A로 귀환시킴으로써, 새로운 채널 신호로부터 발생된 클록 신호가 디지탈 신호 처리 회로에 인가된다. 여기서, 위상 시프터(133)는 필터(138)로부터 수신되어 장치(133)에 의해 저장된 최종값의 함수로 위상 시프트(지연)의 양을 계속 공급하는데, 이로써 장치(132, 13)로부터의 새로운 채널 신호가 위상 고정 루프의 기준으로 작용한다.

필터(132)의 출력으로 부터 기준 신호(R)를 수신하는 회로망(155)의 입력은 예컨대 아날로그/디지탈 변환기 회로 및 비교기 회로와 연관된다. 상기 회로들은 신호(R)의 크기를 감지하고, 클록 주파수(CLK)가 합성기(129)를 통해 발생되는 새로운 채널의 심볼 신호를 위상 고정 루프가 트래킹할 수 있도록 하기에 충분한 크기를 필터(132)의 출력 신호가 가질 때까지 지연 배치 스위치(134)는 위치 A로 되돌아간다. 필터(132)의 출력 신호가 적당한 위상 고정 루프 동작을 위해 충분히 큰것을 제어 회로망(155)이 감지할 때까지 스위치(134)는 위치 B로부터 위치 A로 되돌아가지 않으며, 상기 신호(E)는 장치(137)의 입력 신호들간에 실질적으로 0°의 위상 차이를 표시한다.

따라서, 채널이 변경된 후, 장치(131)에 의해 유도된 새로운 채널의 심볼율 성분이 위상 고정 루프를 적당하게 제어하고 합성기(129)를 통해 위상이 안정한 클록 신호를 생성할 수 있을 때까지, 미리 튜닝된 채널에서 발생된 클록 신호가 새로운 채널의 클록 신호로써 사용된다. 적응 이퀄라이저 같은 클록 응답 디지탈 신호 처리 회로는 채널 변경 과정에 대해 정상적이며 동요되지 않는 동작을 나타내며, 새로운 채널의 수신기 기능은 채널이 변경된 직후에 시작된다.

본 발명은 텔레비전 수상기의 디지탈 신호 처리 회로에 의해 사용되는 클록 신호를 발생하는 장치에 관한 것으로, 특히 채널이 변경된 직후 표시될 새로운 채널이 관련되는 비디오 정보를 허용하도록 채널이 변경된 후 클록 신호를 발생하는 장치에 관한 것이다.

텔레비전 수상기 시스템의 중요한 한 성능은 채널이 변경되는 것처럼 시스템이 동요된 직후에 화상을 표시할 수 있는 점이다. 디지탈 신호 처리 회로를 구비한 텔레비전 수상기에서, 화상을 표시하기 위해 일어나야 할 많은 동작 중 우선적인 것은 디지탈 신호 처리 회로에 의해 사용될 적절한 클록 타이밍 신호를 발생하는 것이다.

특히 양호한 고선명 텔레비전(HDTV)용 디지탈 신호 전송/수신 시스템이 1991년 2월 4일 출원된 "양립성 고선명 텔레비전 시스템용 변조기/복조기"로 명칭된 미합중국 특허 출원 제650,329호에 개시되어 있다. 상기 시스템에서, 전송된 고 선명 텔레비전 정보는 고 신뢰도로 수신될 상위 우선순위 정보와 하위 우선순위 정보로 분류된다. 상기 우선순위 정보와 하위 우선순위 정보는 텔레비전 신호 주파수 스펙트럼의 상이한 부분내에 있는 별도의 직각 진폭 변조(QAM) 반송파 신호로써 전송된다. 상위 우선순위 정보는 하위 우선순위 정보보다 매우 큰 진폭과 좁은 대역폭 및 작은 과잉 대역폭을 나타낸다.

수신기에서, 관련 디지탈 신호처리 회로망에 의해 사용되는 클록 신호는 비선형 신호 발생기 및 이 비선형 신호 발생기의 출력 신호에 응답하는 위상 고정 루프에 의해 상위 우선순위 협대역 신호로부터 발생된다. 비선형 신호 발생기는 작은 과잉 대역폭을 갖는 협대역 QAM신호에 대해 동작하므로, 비선형 발생기의 출력신호의 크기는 작다. 이는 협대역 위상 고정 루프의 사용을 말해주는데, 바람직하지 않게 느린 응답 시간을 나타낸다. 클록 신호가 발생하도록 도와주는 신호 에너지는 파일럿 신호 형태로 텔레비전 신호에 부가될 수 있지만, 이와같이 부가된 신호에 관련된 에너지는 원하지 않는 아티팩트 및 방해 성분을 야기함으로써 텔레비전 신호를 감쇠시킬 수도 있다. 임의의 경우에 이러한 유형의 시스템에서, 시청자들은 채널이 변경된 직후 새로운 채널의 표시 이미지를 보는 것을 대체로 좋아하기 때문에 채널이 변경된 직후 클록 신호가 발생되는 것이 바람직하다. 본 발명은 이에 관한 것이다.

본 발명의 원리에 따른 장치는 제 1 텔레비전 채널 정보와 제 2 텔레비전 채널 정보를 처리하는 디지탈 고 선명 비디오 신호 프로세서에 포함된다. 채널 변경같은 시스템의 동요에 응답하여, 적절하게 조정된 새로운 클록 신호가 새로운 채널의 정보로부터 발생될 수 있을 때까지, 앞서 튜닝된 채널의 정보에서 발생된 클록 신호가 새로운 채널의 클록 신호로 사용된다.

본 발명의 예시적인 실시예에서, 디지탈 텔레비전 수상기는 부분적으로 이격된진폭 및 위상 적응 이퀄라이저를 포함한다. 채널 변경이 시작되면, 위상 고정 루프와 함께 제어 회로망이 이전 클록 신호의 위상에서 위상이 안전한 새로운 클록 신호를 생성할 때까지, 이전 채널에서 발생된 클록 신호가 새로운 채널의 클록 신호로 사용된다. 채널이 변경된 후 한 시구간 동안 클록 신호의 위상 변동은 방지되며, 수신기는 일반적으로 채널이 변경된 직후에 작동한다.

Claims (12)

1. 고선명 텔레비전 신호의 처리 시스템에서, 상기 시스템이 제 1 채널로부터 제 2 채널로 튜닝되는 것을 표시하는 채널 변경 제어 신호를 공급하는 수단(111)과 ; 상기 텔레비전 신호를 수신하기 위한 신호 입력단과 클록 신호를 수신하기 위한 클록 입력단을 갖는 디지탈 신호 처리 수단(118-128)과 ; (a) 채널이 변경된 후의 초기 구간 동안 상기 제 1 채널에 관련된 텔레비전 정보로부터 발생되는 제 1 클록 신호와 (b) 제 2 클록 신호가 요구 위상 특성을 나타내면 상기 제 2 채널에 관련된 텔레비전 정보로부터 발생되는 상기 제 2 클록 신호를 상기 클록 입력단에 전송하기 위한 수단(133, 134, 137, 138, 139)을 구비하고, 상기 텔레비전 신호와 상기 채널 변경 제어 신호에 응답하여 클록 신호를 클록 출력단에서 발생하는 수단(155, 129)과 ; 상기 발생 수단의 상기 클록 출력단을 상기 디지탈 신호 처리 수단의 상기 클록 입력단에 결합하는 수단(136)을 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 텔레비전 신호는 기존의 표준 선명도 텔레비전 신호 채널에 적합한 대역폭을 가지고, 상위 우선순위 정보를 포함하는 협대역 변조된 성분과 하위 우선순위 정보를 포함하는 광대역 변조된 성분으로 구성되며 ; 상기 발생 수단은 상기 상위 우선순위 정보로부터 상기 클록 신호를 발생하는 것을 특징으로 하는 장치.
3. 제2항에 있어서, 상기 클록 신호 발생 수단은 상기 텔레비전 신호에 응답하여 상기 상위 우선순위 정보를 선택적으로 복구하는 수단과 ; 제어 입력단과 신호 출력단을 갖는 주파수 합성기와 ; 위상 제어 입력단을 구비하고, 상기 주파수 합성기로부터의 출력 신호와 상기 상위 우선순위 정보에 응답하여 위상 에러 표시 신호를 발생하는 위상 제어 수단과 ; 상기 위상 에러 표시 신호를 상기 초기 구간 동안에는 상기 위상 제어 수단의 상기 위상 제어 입력단에 결합하고 다른 구간동안에는 상기 주파수 합성기의 상기 제어 입력단에 결합하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
4. 제3항에 있어서, 상기 결합 수단은 상기 위상 에러 표시 신호를 수신하기 위한 입력단과, 상기 주파수 합성기의 상기 제어 입력단에 결합된 제 1 출력단과, 상기 위상 제어 수단의 상기 위상 제어 입력단에 결합된 제 2 출력단을 구비한 스위치 수단과 ; 상기 채널 변경 제어 신호와 상기 위상 에러 표시 신호에 응답하여 상기 제 1 출력단 및 제 2 출력단 사이에서 상기 스위치 수단의 스위칭을 제어하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
5. 제4항에 있어서, 상기 제어 수단은 복구된 상위 우선순위 정보에 추가적으로 응답하여 상기 스위치 수단을 제어하는 것을 특징으로 하는 장치.
6. 제3항에 있어서, 상기 상위 우선순위 정보를 복구하는 상기 수단은 비선형 회로망인 것을 특징으로 하는 장치.
7. 제1항에 있어서, 상기 디지탈 신호 처리 수단은 상기 발생 수단은 클록 신호에 응답하는 조정 이퀄라이저를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
8. 제7항에 있어서, 상기 조정 이퀄라이저는 부분적으로 이격된 이퀄라이저인 것을 특징으로 하는장치.
9. 상위 우선순위 정보를 포함하는 협대역 변조된 성분과 하위 우선순위 정보를 포함하는 광대역 변조된 성분으로 구성되고 기존의 표준 선명도 텔레비전 신호 채널에 적합한 대역폭을 갖는 고선명 텔레비전 신호를 수신하는 시스템에서, 상기 수신기가 제 1 채널로부터 제 2 채널로 튜닝되는 것을 표시하는 채널 변경 제어 신호를 공급하는 수단(111)과 ; 상기 텔레비전 신호를 수신하기 위한 신호 입력단과 클록 신호를 수신하기 위한 클록 입력단을 구비하고 조정 이퀄라이저를 포함하며 상기 상위 우선순위 정보를 처리하는 제 1 디지탈 신호 처리 수단(118-128)과 ; 상기 텔레비전 신호를 수신하기 위한 신호 입력단과 클록 신호를 수신하기 위한 클록 입력단을 구비하고 조정 이퀄라이저를 포함하며 상기 하위 우선순위 정보를 처리하는 제 2 디지탈 신호 처리 수단(150)과 ; (a) 채널이 변경된 후의 초기 구간 동안 상기 제 1 채널에 관련된 텔레비전 정보로부터 발생되는 제 1 클록 신호와 (b) 제 2 클록 신호가 요구 위상 특성을 나타내면 상기 제 2 채널에 관련된 텔레비전 정보로부터 발생되는 상기 제 2 클록 신호를 클록 입력단에 공급하며, (a) 비선형 응답을 가지고 상기 텔레비전 신호로부터 상기 협대역 상위 우선순위 정보를 회복하기 위한 수단(131)과, (b) 제어 입력단과 신호 출력단을 갖는 주파수 합성기 수단(129)과, (c) 위상 제어 입력단을 구비하고 상기 주파수 합성기로부터의 출력 신호와 상기 비선형 수단으로부터 복구된 상기 상위 우선순위 정보에 응답하여 위상 에러표시 신호를 발생하는 위상 제어 수단(133, 137)과, (d) 상기 위상 에러표시 신호를 수신하기 위한 입력단과, 상기 주파수 합성기의 상기 제어 입력단에 결합된 제 1 출력단과, 상기 위상 제어 수단의 상기 위상 제어 입력단에 결합된 제 2 출력단을 구비한 스위치 수단(134)과, (e) 상기 위상 에러 표시 신호가 상기 초기 구간 동안에는 상기 위상 제어 수단의 상기 위상 제어 입력단에 결합되고 다른 구간동안에는 상기 주파수 합성기의 상기 제어 입력단에 결합되도록 상기 채널 변경 제어 신호와 상기 위상 에러 표시 신호에 응답하여 상기 제 1 출력단 및 제 2 출력단 사이에서 상기 스위치 수단의 스위칭을 제어하는 제어 수단(155)을 구비하며, 상기 상위 우선순위 정보와 상기 채널 변경 제어 신호에 응답하여 상기 클록 신호를 상기 클록 출력단에서 발생하는 수단(155, 129)과 ; 상기 발생 수단의 상기 클록 출력단을 상기 제 1 및 제 2 디지탈 신호 처리 수단의 상기 클록 입력단에 결합하는 수단(136)을 포함하는 것을 특징으 하는 장치.
10. 제9항에 있어서, 상기 상위 우선순위 정보는 30% 보다 작은 과잉 대역폭을 나타내는 것을 특징으로 하는장치.
11. 제9항에 있어서, 상기 제 1 디지탈 신호 처리 수단은 상기 발생 수단의 클록 신호에 응답하는 부분적으로 이격된 조정 이퀄라이저를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
12. 제9항에 있어서, 상기 제어 수단은 상기 비선형 수단으로부터 복구된 상위 우선순위 정보에 추가적으로 응답하는 것을 특징으로 하는 장치.