KR20050028821A - 비디오 신호 처리 장치 및 텔레비전 수상 장치 - Google Patents

비디오 신호 처리 장치 및 텔레비전 수상 장치 Download PDF

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Abstract

비디오 신호의 직류 성분의 진폭에 따라 아날로그/디지털 변환기의 기준 전압을 변경함으로써, 회로를 복잡화 또는 대형화시키지 않고, 비디오 신호의 다이내믹 범위를 적절하게 유지한 상태 그대로, 비디오 신호를 디지털화할 수 있는 비디오 신호 처리 장치를 제공한다. 처리 대상으로 되는 비디오 신호의 직류 성분의 진폭을 검출하고, 그 진폭에 따라 제어 신호를 출력하는 입력 레벨 검출 회로(22)와, 입력 레벨 검출 회로(22)로부터의 제어 신호를 받아, 비디오 신호의 직류 성분의 진폭에 따라 펄스 폭을 변조하여 PWM 신호를 출력하는 PWM 회로(24)와, PWM 신호를 시간적으로 평활화하여 얻어진 전압을 기준 전압으로 하여, 비디오 신호의 아날로그/디지털 변환을 행하는 아날로그/디지털 변환기(30)를 포함하는 비디오 신호 처리 장치에 의해 상기 과제를 해결할 수 있다.

Description

비디오 신호 처리 장치 및 텔레비전 수상 장치{VIDEO SIGNAL PROCESSING APPARATUS AND TELEVISION RECEPTION APPARATUS}
본 발명은, 아날로그의 비디오 신호를 적절한 다이내믹 범위를 갖는 디지털 신호로 변환하는 비디오 신호 처리 장치 및 그 비디오 신호 처리 장치를 포함하는 텔레비전 수상 장치에 관한 것이다.
컬러 텔레비전 방송 등에 사용되고 있는 비디오 신호로서는 휘도(Y) 및 색차(C)의 정보를 포함하는 콤포지트 신호가 이용되고 있다. 이 비디오 신호를 디지털화하는 경우에, 아날로그/디지털 변환기의 다이내믹 범위를 적절하게 제어하는 비디오 신호 처리 장치가 이용되고 있다(예를 들면, 특허 문헌1, 특허 문헌2).
종래의 비디오 신호 처리 장치(100)는, 도 5에 도시한 바와 같이, 채널 전환 회로(10), 입력 레벨 검출 회로(12), 프로그래머블 증폭기(14), 디지털/아날로그 변환기(A/D 변환기)(16)로 구성된다. 채널 전환 회로(10)는, 외부로부터 입력되는 채널 선택 신호에 기초하여 작동하는 멀티플렉서를 포함하고, 입력되는 복수의 비디오 신호 중 1개를 선택하여 출력한다. 입력 레벨 검출 회로(12)는, 채널 전환 회로(10)에서 선택된 비디오 신호를 받아, 그 비디오 신호의 진폭을 검출하고, 그 진폭에 따라 프로그래머블 증폭기(14)의 증폭율을 조정하기 위한 게인 제어 신호를 출력한다. 프로그래머블 증폭기(14)는, 입력 레벨 검출 회로(12)로부터의 게인 제어 신호를 받아, 채널 전환 회로(10)에서 선택된 비디오 신호를 게인 제어 신호에 따른 증폭율로 증폭하여 출력한다. A/D 변환기(16)는, 프로그래머블 증폭기(14)의 출력을 받아, 아날로그 신호로부터 디지털 신호로 변환하여 출력한다.
예를 들면, 입력 레벨 검출 회로(12)로부터의 게인 제어 신호가 3㏈인 경우, 도 6에 도시한 바와 같이, 프로그래머블 증폭기(14)에서는 비디오 신호가 2배 증폭되어 A/D 변환기(16)에 입력된다. A/D 변환기(16)에서는, 최대 기준 전압 단자 VRT에 인가되는 전압 Vt와 최소 기준 전압 단자 VRB에 인가되는 전압 Vb와의 전압차에 따른 다이내믹 범위에서 비디오 신호를 디지털화하여 출력한다. 예를 들면, 전압 Vt가 2V 및 전압 Vb가 0V이면, 그 전위차는 2V로 되기 때문에, 프로그래머블 증폭기(14)에 의해 비디오 신호의 진폭을 2V 정도까지 증폭함으로써, A/D 변환기(16)의 다이내믹 범위를 충분히 이용하여 디지털화를 행할 수 있다.
[특허 문헌1]
일본 특개평8-125122호 공보
[특허 문헌2]
일본 특개2001-356831호 공보
이상과 같이, 종래의 비디오 신호 처리 장치에서는, 프로그래머블 증폭기(14)를 이용하여 비디오 신호의 진폭을 A/D 변환기(16)의 다이내믹 범위에 맞춤으로써, 디지털화된 비디오 신호의 다이내믹 범위를 넓게 유지하고 있다. 그러나, 프로그래머블 증폭기(14)를 구성하는 회로는 복잡하여, 비디오 신호 처리 장치를 실장하는 칩의 면적을 증대시키는 것으로 이어졌다. 또한, 양호한 특성을 얻는 것이 어려웠다.
따라서, 상기 종래 기술의 문제를 감안하여, 본 발명은 회로를 복잡화 또는 대형화시키지 않고, 비디오 신호의 다이내믹 범위를 적절하게 유지하여 디지털화를 행할 수 있는 비디오 신호 처리 장치 및 그 비디오 신호 처리 장치를 갖는 텔레비전 수상 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 과제를 해결할 수 있는 본 발명은, 처리 대상으로 되는 비디오 신호의 직류 성분의 진폭을 검출하는 입력 레벨 검출 회로와, 상기 입력 레벨 검출 회로에서 검출된 비디오 신호의 직류 성분의 진폭에 따른 전압을 기준 전압으로 하여 상기 비디오 신호의 아날로그/디지털 변환을 행하는 아날로그/디지털 변환기를 포함하는 것을 특징으로 하는 비디오 신호 처리 장치이다.
상기 과제를 해결할 수 있는 본 발명의 다른 형태는, 처리 대상으로 되는 비디오 신호의 직류 성분의 진폭을 검출하고, 그 진폭에 따라 제어 신호를 출력하는 입력 레벨 검출 회로와, 상기 입력 레벨 검출 회로로부터의 제어 신호를 받아, 상기 비디오 신호의 직류 성분의 진폭에 따라 펄스 폭을 변조하여 PWM 신호를 출력하는 PWM 회로와, 상기 PWM 신호를 시간적으로 평활화하여 얻어진 전압을 기준 전압으로 하여, 상기 비디오 신호의 아날로그/디지털 변환을 행하는 아날로그/디지털 변환기를 포함하는 것을 특징으로 하는 비디오 신호 처리 장치이다.
여기서, 상기 본 발명의 비디오 신호 처리 장치에서는, 상기 PWM 신호를 평활화하는 저역 통과 필터를 구성하고, 장치 외부로부터 컨덴서를 접속하기 위한 외부 단자가 그 일단에 접속된 저항 요소를 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 본 발명의 비디오 신호 처리 장치에서, 정전압 발생 회로와, 상기 정전압 발생 회로로부터 출력되는 전압과, 상기 PWM 신호를 시간적으로 평활화하여 얻어진 전압을 전환하여 상기 아날로그/디지털 변환기의 기준 전압으로서 출력하는 전환 회로를 포함하는 구성으로 해도 된다.
또한, 상기 본 발명의 비디오 신호 처리 장치를 이용하여, 비디오 신호를 수신하는 비디오 신호 수신 수단과, 상기 비디오 신호 수신 수단에서 수신된 비디오 신호의 직류 성분의 진폭을 검출하고, 그 진폭에 따라 제어 신호를 출력하는 입력 레벨 검출 회로와, 상기 입력 레벨 검출 회로로부터의 제어 신호를 받아, 상기 비디오 신호 수신 수단에서 수신된 비디오 신호의 직류 성분의 진폭에 따라 펄스 폭을 변조하여 PWM 신호를 출력하는 PWM 회로와, 상기 PWM 신호를 시간적으로 평활화하여 얻어진 전압을 기준 전압으로 하여, 상기 비디오 신호 수신 수단에서 수신된 비디오 신호의 아날로그/디지털 변환을 행하는 아날로그/디지털 변환기를 포함하며, 상기 아날로그/디지털 변환기에 의해 디지털화된 비디오 신호에 기초하여 영상을 표시하는 것을 특징으로 하는 텔레비전 수상 장치를 구성할 수 있다.
<실시예>
본 발명의 실시예에서의 비디오 신호 처리 장치(200)는, 도 1에 도시한 바와 같이, 채널 전환 회로(20), 입력 레벨 검출 회로(22), 펄스 진폭 모듈레이션 회로(PWM 회로)(24), 인터페이스 회로(26), 제어용 증폭기(28) 및 아날로그/디지털 변환기(A/D 변환기)(30)를 포함하여 구성된다. 또한, 비디오 신호 처리 장치(200)에는, 인터페이스 회로(26)를 통해, 외부에 저역 통과 필터용의 컨덴서 C가 접속된다.
채널 전환 회로(20)는 멀티플렉서를 포함하여 구성된다. 채널 전환 회로(20)는, 복수의 비디오 신호의 입력을 받아, 이들 중에서 1개를 선택하여 출력한다. 선택된 비디오 신호는, 입력 레벨 검출 회로(22) 및 A/D 변환기(30)에 출력된다.
도 1에서는, 채널 전환 회로(20)에 4개의 비디오 신호가 입력되어 있다. 채널 전환 회로(20)는, 예를 들면, 사용자에 의한 리모콘 조작 등에 의해 얻어진 채널 선택 신호를 장치 외부로부터 받아, 그 채널 선택 신호에 기초하여 멀티플렉서를 작동시킴으로써, 입력된 4개의 비디오 신호 중 1개를 선택한다.
단, 채널 전환 회로(20)는 반드시 필요한 것은 아니다. 예를 들면, 비디오 신호 처리 회로(200)에 1개의 비디오 신호만이 입력되는 경우에는 채널 전환 회로(20)를 설치할 필요는 없다. 또한, 입력되는 비디오 신호의 수를 증가시킨 경우에도 그 중 1개를 선택할 수 있는 회로이면 된다.
입력 레벨 검출 회로(22)는, 일반적인 비교기 회로 및 디지털/아날로그 변환기를 포함하여 구성된다. 입력 레벨 검출 회로(22)는, 채널 전환 회로(20)로부터 비디오 신호를 받아, 그 비디오 신호의 진폭에 따른 PWM 제어 신호를 출력한다.
콤포지트 비디오 신호는, 도 2에 도시한 바와 같이, 화상의 휘도에 따라 증감하는 직류 성분과, 그 직류 성분에 색 성분을 나타내는 고주파가 중첩된 신호이다. 입력 레벨 검출 회로(22)의 비교기 회로에 의해 콤포지트 비디오 신호의 1프레임 중의 최대 진폭(최대값)이 검출되며, 디지털/아날로그 변환기에 의해 그 진폭이 디지털 신호로 변환된다. 특히, 1프레임 중의 휘도의 최대값, 즉 직류 성분의 최대 진폭을 디지털 신호로 변환하는 것이 바람직하다. 이 디지털 신호가 PWM 제어 신호로 된다. 생성된 PWM 제어 신호는 PWM 회로(24)에 출력된다.
PWM 회로(24)는, 입력 레벨 검출 회로(22)로부터의 PWM 제어 신호를 받아, 채널 전환 회로(20)에서 선택된 비디오 신호의 진폭에 따른 펄스 폭을 갖는 PWM 신호를 생성한다. PWM 회로(24)는, 예를 들면, 13.5㎒의 클럭에서 동작하는 펄스 폭 변조 회로에 의해 구성하는 것이 바람직하다. 이 때, 도 2와 같이, 비디오 신호의 진폭에 비례한 펄스 폭을 갖는 PWM 신호를 출력하도록 설정한다. 예를 들면, 입력 레벨 검출 회로(22)에서 비디오 신호가 취할 수 있는 최대 진폭인 것이 검출된 경우에 듀티비 100%의 펄스 폭을 갖는 PWM 신호를 출력하고, 비디오 신호가 취할 수 있는 최대 진폭의 50%의 진폭인 것이 검출된 경우에 듀티비 50%의 펄스 폭을 갖는 PWM 신호를 출력하도록 설정한다.
PWM 회로(24)는, 일반적으로 프로그래머블 증폭기나 디지털/아날로그 변환기 등의 회로보다 구성하는 회로 소자가 적어, 반도체 칩에 조립할 때에 칩 사이즈를 작게 유지할 수 있는 점에서도 이점이 있다.
인터페이스 회로(26)는, 버퍼 및 저항 요소를 포함하여 구성된다. 버퍼는, PWM 회로(24)로부터 PWM 신호를 받는다. 버퍼의 전원 단자에는, 장치 외부로부터 전압 Vt가 인가되며, PWM 신호는 그 펄스의 진폭이 전압 Vt로 되도록 변조되어 저항 요소의 일단에 공급된다. 한편, 저항 요소의 타단은, 장치 외부의 컨덴서 C에 접속되며, 그 컨덴서 C를 통해 접지된다. 이에 의해, 저항 요소와 컨덴서 C와의 L형 저역 통과 필터가 구성된다. 따라서, 버퍼로부터 출력된 PWM 신호는, 저항 요소의 저항값 및 컨덴서 C의 용량값에 의해 정해지는 시상수 τ에 따라 시간적으로 평활화된다. PWM 신호의 펄스 폭은 채널 전환 회로(20)에서 선택된 비디오 신호의 진폭에 따라 변조되어 있기 때문에, 인터페이스 회로(26)에서 평활화된 신호는, 도 2에 도시한 바와 같이, 채널 전환 회로(20)에서 선택된 비디오 신호의 진폭에 따른 전압값으로 된다. 평활화된 신호는, 제어용 증폭기(28)를 통해 A/D 변환기(30)의 최대 기준 전압 단자 VRT에 송출된다.
본 실시예에서의 인터페이스 회로(26)는, 장치 외부에 컨덴서를 접속하기 위한 외부 단자를 그 일단에 갖는 저항 요소를 포함한다. 따라서, 장치 외부에 컨덴서 C를 접속하여 저역 통과 필터를 구성할 수 있으므로, 저역 통과 필터의 시상수 τ를 용이하게 변경할 수 있는 이점이 있다. 또한, 저역 통과 필터의 시상수 τ를 용이하게 변경할 수 있도록, 컨덴서 C를 가변 용량 컨덴서로 하는 것도 바람직하다.
A/D 변환기(30)의 입력 단자 IN에는, 채널 전환 회로(20)에 의해 선택된 비디오 신호가 입력된다. 최소 기준 전압 단자 VRB에는, 장치 외부로부터 정전압 Vb가 VRB 전압으로서 인가된다. 최대 기준 전압 단자 VRT에는, 제어 증폭기(28)를 통해, 인터페이스 회로(26)로부터의 출력 신호가 VRT 전압으로서 인가된다.
A/D 변환기(30)는, 입력 단자 IN에 입력된 비디오 신호를 최소 기준 전압 단자 VRB와 최대 기준 전압 단자 VRT에 인가되는 전압차에 따른 다이내믹 범위로 디지털 신호로 변환하여 출력한다. 예를 들면, VRB 전압이 0V 및 VRT 전압이 1V인 경우, 그 전위차는 1V이기 때문에 다이내믹 범위는 1V로 된다. 또한, VRB 전압이 0V 및 VRT 전압이 2V인 경우, 그 전위차는 2V이기 때문에 다이내믹 범위는 2V로 된다.
여기서, 최대 기준 전압 단자 VRT에 인가되는 VRT 전압은, 채널 전환 회로(20)에서 선택된 비디오 신호의 진폭이 클 때에 높아지며, 비디오 신호의 진폭이 작을 때에 낮아지기 때문에, 비디오 신호의 1프레임에서의 직류 성분의 최대 진폭에 따른 다이내믹 범위에서 비디오 신호를 디지털 신호로 변환할 수 있다.
또한, 도 3에 도시한 바와 같이, 비디오 신호 처리 장치(200)의 내부에 정전압 발생 회로(29)를 설치하여, 제어용 증폭기(28)로부터의 출력으로 전환되는 구성으로 하는 것도 바람직하다. 이에 의해, A/D 변환기(30)로부터의 디지털 신호의 다이내믹 범위를 비디오 신호의 진폭에 상관없이 고정하는 것도 가능하게 된다.
본 실시예에서의 비디오 신호 처리 장치(200)는, 도 4에 도시한 바와 같이, 텔레비전 수상기에 적용할 수 있다. 텔레비전 수상기는, 안테나, TV 신호 증폭·검파 블록(32), 디지털 디코더(34), 동기 편향 회로(36), 화질 조정 회로(38), 디지털/아날로그 변환기(D/A 변환기)(40), CRT(42) 및 비디오 신호 처리 장치(200)를 포함하여 구성된다.
안테나로 수신된 비디오 신호는, TV 신호 증폭·검파 블록(32)에서 검파· 증폭되어 비디오 신호 처리 장치(200)로 보내어진다. 비디오 신호 처리 장치(200)에서, 비디오 신호는 그 진폭에 따른 다이내믹 범위를 갖는 디지털 신호로 변환된다. 디지털 디코더(34)는, 그 디지털 신호를 받아, CRT(42)에 화상을 영출하기 위한 동기 편향 회로(36)의 제어 신호, 화질 조정을 행하기 위한 화질 조정 신호, 비디오 신호 처리 장치(200)의 출력을 조정하기 위한 변환 조정 신호를 생성한다.
화질 조정 회로(38)는, CRT(42)에 표시되는 영상의 휘도, 콘트라스트 등의 화질을 조정하는 회로를 포함하여 구성된다. 화질 조정 회로는, 디지털 디코더(34)로부터의 화질 조정 신호를 받아, CRT(42)의 전자선관의 출력 등을 제어하는 디지털 신호를 출력한다. 그 신호는, D/A 변환기(40)에 의해 아날로그 신호로 변환되어, CRT(42)에 표시되는 영상의 화질이 조정된다. 한편, 동기 편향 회로(36)는, 디지털 디코더(34)로부터의 제어 신호를 받아, CRT(42)의 주사선의 동기 및 편향을 행한다. 이들 처리에 의해, CRT(42)의 화면 상에 영상이 표시된다.
또한, CRT(42) 대신에 액정 디스플레이나 플라즈마 디스플레이 등의 플랫 패널 디스플레이(FPD)(44)를 이용해도 된다. FPD(44)는 디지털 신호에 의해 직접 제어할 수 있다.
이와 같이, 텔레비전 수상 장치를 본 실시예의 비디오 신호 처리 장치(200)를 포함하는 구성으로 함으로써, 영상의 다이내믹 범위를 충분히 크게 유지할 수 있다. 예를 들면, 영상 전체의 휘도가 변화된 경우라도, 각각의 휘도에 따른 적절한 다이내믹 범위에서 영상을 표시할 수 있다.
본 발명에 따르면, 비디오 신호의 직류 성분의 진폭에 따라 아날로그/디지털 변환기의 기준 전압을 변경함으로써, 회로를 복잡화 또는 대형화시키지 않고, 비디오 신호의 다이내믹 범위를 적절하게 유지한 상태 그대로, 비디오 신호를 디지털화할 수 있는 비디오 신호 처리 장치를 제공할 수 있다.
또한, 디지털화된 비디오 신호에 기초하여 영상을 비출 때에, 다이내믹 범위가 큰 영상을 표시할 수 있는 텔레비전 수상 장치를 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에서의 비디오 신호 처리 장치의 구성을 도시하는 블록도.
도 2는 본 발명의 실시예에서의 비디오 신호 처리 장치의 작용을 설명하는 타이밍차트.
도 3은 본 발명의 실시예에서의 비디오 신호 처리 장치의 다른 구성을 도시하는 블록도.
도 4는 본 발명의 실시예에서의 비디오 신호 처리 장치를 이용한 텔레비전 수상 장치의 구성을 도시하는 블록도.
도 5는 종래의 비디오 신호 처리 장치의 구성을 도시하는 블록도.
도 6은 종래의 비디오 신호 처리 장치의 작용을 설명하는 도면.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
10 : 채널 전환 회로
12 : 입력 레벨 검출 회로
14 : 프로그래머블 증폭기
16 : 아날로그/디지털(A/D) 변환기
20 : 채널 전환 회로
22 : 입력 레벨 검출 회로
24 : 펄스폭 모듈레이션(PWM) 회로
26 : 인터페이스 회로
28 : 제어용 증폭기
29 : 정전압 발생 회로
30 : 아날로그/디지털(A/D) 변환기
32 : TV 신호 증폭·검파 블록
34 : 디지털 디코더
36 : 동기 편향 회로
38 : 화질 조정 회로
40 : 디지털/아날로그(D/A) 변환기
100 : 종래의 비디오 신호 처리 장치
200 : 본 발명의 실시예에서의 비디오 신호 처리 장치

Claims (5)

  1. 처리 대상으로 되는 비디오 신호의 진폭을 검출하는 입력 레벨 검출 회로와,
    상기 입력 레벨 검출 회로에서 검출된 비디오 신호의 진폭에 따른 전압을 기준 전압으로 하여 상기 비디오 신호의 아날로그/디지털 변환을 행하는 아날로그/디지털 변환기
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 비디오 신호 처리 장치.
  2. 처리 대상으로 되는 비디오 신호의 진폭을 검출하고, 그 진폭에 따라 제어 신호를 출력하는 입력 레벨 검출 회로와,
    상기 입력 레벨 검출 회로로부터의 제어 신호를 받아, 상기 비디오 신호의 진폭에 따라 펄스 폭을 변조하여 PWM 신호를 출력하는 PWM 회로와,
    상기 PWM 신호를 시간적으로 평활화하여 얻어진 전압을 기준 전압으로 하여, 상기 비디오 신호의 아날로그/디지털 변환을 행하는 아날로그/디지털 변환기
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 비디오 신호 처리 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 PWM 신호를 평활화하는 저역 통과 필터를 구성하고, 장치 외부에 컨덴서를 접속하기 위한 외부 단자가 그 일단에 접속된 저항 요소를 포함하는 것을 특징으로 하는 비디오 신호 처리 장치.
  4. 제2항 또는 제3항에 있어서,
    정전압 발생 회로와,
    상기 정전압 발생 회로로부터 출력되는 전압과, 상기 PWM 신호를 시간적으로 평활화하여 얻어진 전압을 전환하여 상기 아날로그/디지털 변환기의 기준 전압으로서 출력하는 전환 회로
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 비디오 신호 처리 장치.
  5. 비디오 신호를 수신하는 비디오 신호 수신 수단과,
    상기 비디오 신호 수신 수단에서 수신된 비디오 신호의 진폭을 검출하고, 그 진폭에 따라 제어 신호를 출력하는 입력 레벨 검출 회로와,
    상기 입력 레벨 검출 회로로부터의 제어 신호를 받아, 상기 비디오 신호 수신 수단에서 수신된 비디오 신호의 진폭에 따라 펄스 폭을 변조하여 PWM 신호를 출력하는 PWM 회로와,
    상기 PWM 신호를 시간적으로 평활화하여 얻어진 전압을 기준 전압으로 하여, 상기 비디오 신호 수신 수단에서 수신된 비디오 신호의 아날로그/디지털 변환을 행하는 아날로그/디지털 변환기를 포함하며,
    상기 아날로그/디지털 변환기에 의해 디지털화된 비디오 신호에 기초하여 영상을 표시하는 것을 특징으로 하는 텔레비전 수상 장치.
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