KR920000580B1 - 디지탈 수신기 - Google Patents

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KR920000580B1
KR920000580B1 KR1019830000684A KR830000684A KR920000580B1 KR 920000580 B1 KR920000580 B1 KR 920000580B1 KR 1019830000684 A KR1019830000684 A KR 1019830000684A KR 830000684 A KR830000684 A KR 830000684A KR 920000580 B1 KR920000580 B1 KR 920000580B1
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로이븐 바라반 알빈
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알 씨 에이 라이센싱 코포레이션
글렌 에이취. 브르스틀
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Abstract

내용 없음.

Description

디지탈 수신기
제1도는 본 발명의 특징에 따라 구성된 디지털 텔레비젼 수신기를 블록선도로 도시한 도면.
제2도는 제1도의 I.F.필터의 통과 대역을 도시한 도면.
제3도는 제1도의 A/D변환기에 의하여 발생된 신호의 주파수 스펙트럼을 도시한 도면.
제4도는 제3도의 주파수 스펙트럼 부분을 도시한 도면.
제5도는 제1도의 A/D변환기의 동작을 도시한 파형도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
14 : 믹서(제1검출기) 16 : 국부 발진기
20 : 위상 고정 루프 22 : 채널 선택 회로
30 : I.F.필터 40 : I.F. 증폭기
42 : 피크 검출기 44 : 디지털 피크 검출기
50 : A/D변환기 52 : 케리어 기준 신호 추출기
60 : 디지털 비디오 신호 처리기 62 : D/A변환기
70 : 디지털 패스밴드 필터 72 : 디지털 음성 검출기
80 : 디지털 동기 신호 처리기 90 : 위상 검출기
본 발명은 디지털 신호 처리 기술에 의하여 베이스밴드(baseband)정보 신호가 처리되는 디지털 수신기에 관한 것이다. 이러한 수신기의 한 예로 디지털 텔레비젼 수상기가 있다.
디지털 회로의 발달로 말미암아 텔레비젼 수상기에서 디지털 회로를 갖는 베이스밴드 비디오 신호를 디지털 회로로 처리하는 것이 가능하게 되었다. 제안된 시스템들은 종래의 무선 주파수(R.F.)와 중간 주파수(I.F.)회로를 사용하여, 복조된 베이스밴드 비디오 신호 및 음성 중간 주파수 신호가 발생되도록 하고 있다. 그리고나서, 상기 베이스밴드 비디오 신호는 반-에일리어스(anti-aliasing)필터에 의해 저역통과 여파되고 아시 아날로그-디지탈(A/D)변환기에 의해 디지털 형태로 변환된다. 상기 반-에일리어스 필터는 변환 처리시, 샘플링된 주파수의 증첩을 방지하기 위해서 베이스밴드 비디오 신호의 밴드를 제한시킨다. 이어서, 상기 비디오 신호는 적색, 녹색 및 청색 정보를 나타내는 디지털 신호가 발생되도록 디지털식으로 처리된다. 그리고나서, 이 신호는 아날로그, 형태로 변환되고, 저역통과 여파되어 키네스코프 구동회로에 공급된다. 음성 중간 주파수 신호는(필요한 경우)아날로그 베이스밴드 신호로부터 분리되고 여파되며, 제2A/D변환기에 인가되는바, 이 변환기에 의해 상기 신호가 디지털화 된다. 이렇게 디지털화된 음성 중간 주파수 신호는 이제 처리 및 디지털 형태로 복조되어, 펄스폭이 변조된 펄스열(train)이 발생되고, 이어서 음성 신호가 복구되도록 저역통과 여파된다.
상기 시스템은 일반적으로 디지털 텔레비젼 수상기로서 언급이 된다. 그러나, 전체적인 텔레비전 신호 처리 회로는 디지털이 아니며 종래의 아날로그 무선 주파수 및 중간 주파수 회로로 사용되어 아날로그 중간 주파 신호를 발생하며 디지털 형태로 변환하기 전에 베이스밴드 신호에 복조된다. 이상적으로는, 디지털 텔레비젼 수상기는 방송 무선 주파수 신호를 수신하여 즉시 디지털 형태로 변환해야만 한다. 그러나, 현재 기술로는 텔레비젼 수상기에서 상기와 같은 변환의 실행이 불가능하다. 미합중국에서 현재의 UHF 주파수 대역은 800MHz이상이다. 이들 신호를 디지털 형태로 충실히 인코드하기 위해서는 무선 주파 신호가 1.6GHz를 초과하는 나이퀴스트비로 샘플링 및 인코드되어야만 한다. 이러한 높은 샘플링 비는 불행하게도 통상 기술 수준을 넘어선다.
무선 주파수 신호에 인코딩을 가하는 절충안으로써, 무선 주파수 신호를 비교적 낮은 저주파수 신호에 혼합하여 헤테로다인 효과를 낳도록 하는 것이 있다. 미합중국의 텔레비젼 수상기에서, 무선 주파수는 범위가 대략 41MHz 내지 46.5MHz에 이르는 중간 주파수 신호 밴드로 헤테로다인 된다. 그러나, 중간 주파수 신호에 대한 인코딩에는 적어도 93MHz의 나이퀴스트비의 샘플링 신호가 요구되는바, 이 또한 현재의 기술로는 실현이 불가능하다. 그러므로, 제안된 디지털 텔레비젼 시스템들은 중간 주파수 신호들을 베이스밴드 주파수 범위로 복조하는바, 이렇게해서 상기 중간 주파수 신호들이 효과적이면서도 경제적으로 디지털 신호 샘플로 변환될 수 있다.
따라서, 디지털 형태로의 인코딩에 앞서서 무선 주파 텔레비젼 신호를 베이스밴드 주파수로 변환하는데 활용되는 헤테로다인 단계를 거침이 없이 텔레비젼 신호를 인코딩하는 것이 바람직하다.
본 발명의 양상에 따르면, 소정 주파수 밴드 이상의 신호 정보로 변조된 아날로그 케리어 신호는 샘플링 되며 케리어 신호의 주파수를 샘플링하기 위한 나이퀴스트 기준을 만족시키지는 않지만은 디지털 형태로 인코딩된 신호들로부터 회복될 정보의 주파수 대역을 샘플링하기 위한 나이퀴스트 기준을 충족시켜주는 비율로 인코딩된다.
본 발명은 특별한 양상에 따르면, 아날로그 케리어 신호는 텔레비젼 수상기에서 텔레비젼 중간 주파수 신호를 포함한다. 텔레비젼 중간 주파수 신호는 디지털 형태로의 인토딩을 위해 직접 A/D변환기에 인가된다. 이어서, 이렇게 샘플링 및 인코딩된 신호들은 디지털 신호 처리기에서 처리되며, 변조된 음성 및 비디오 정보를 포함하게 된다. 디지털화 이후, 디지털 음성 정보는 비디오 정보에서 분리되어, 처리 및 디지털 음성 형태로 복조된다. 이렇게 됨으로써, 음성 신호에 대한 개별적인 A/D변환기 및 개별적인 아날로그 음성 I.F.회로의 필요성이 제거된다.
본 발명의 다른 양상에 따르면, I.F.화상 케리어의 주파수는 색 보조 케리어 주파수에 배수에 배수가 되도록 선택된다.
본 발명의 또다른 양상에 따르면, I.F.화상 케리어의 위상은 수평 동기 신호와 같은 위상으로 배열되도록 제어되는바, 그러므로 색 신호 처리가 더욱 용이하게 된다.
제1도에는 텔레비젼 수상기의 신호 처리 부분이 도시되어 있다. 무선 주파수(R.F.)신호는 안테나(8)에 수신되어 튜너 모듈(10)의 R.F.회로(12)에 인가된다. R.F.회로(12)는 주파수 선택 및 증폭 회로를 포함하여, 이 주파수 선택 및 증폭 회로가 증폭된 R.F.신호를 제1검출기 또는 믹서(14)의 한 입력에 공급한다.
튜너 모듈(10)내의 채널 선택 회로(22)는 선택된 채널에 해당하는 디지털 신호를 발생한다. 디지털 신호는 국부 발진기(16)를 제어하기 위한 거친 동조 접압 VCT을 발생하도록 위상 고정 루프(PLL)(20)를 제어하며, 이 국부 발진기의 주파수는 수정(21)으로 표시된 수정 발진기에 의하여 발생된 기준 주파수와 비례 관계(채널수에 의해 결정됨)를 유지한다. VCT전압은 스위치(24)에 의하여 R.F.회로(12)의 입력 및 국부발진기(16)의 입력에 연결된다. R.F.회로(12)에 인가된 동조 전압 VT은 국부발진기(16)의 주파수와 트래킹 관계에서 선택된 텔레비젼 채널용 주파수 선택 회로의 동조를 조정한다. 국부발진기(16)는 믹서(14)에 발진신호를 공급하여, 이 믹서(14)가 에 발진 신호를 공급하여, 이 믹서(14)가 선택된 텔레비젼 채널의 R.F.신호를 특정 I.F.주파수 밴드에 헤테로다인시킨다. 따라서 튜너(10)는 디지털화되어 상술한 바와같이 R.F.밴드 혹은 I.F.밴드에 놓인 아나로그 케리어 신호원으로서 역할을 한다. 일단 거친 동조 전압 VCT가 요망 채널 신호의 수신을 위해 국부 발진기를 동조 시키면, 국부 발진기(16)가 미동조 전압 VFT에 의해 제어 되도록 스위치(24)를 스위칭하므로써 상기 수신이 유지된다. 이러한 형태의 동조 시스템은 R.M.Rast등에게 허여된 미합중국 특허 제4,031,549호(1977. 6. 21)의 “비정규 주파수에서 RF 케리어를 수신하는 기능을 가진 텔레비젼 동조 시스템”에 자세히 기술되어 있다.
이제, 텔레비젼 중간 주파수에서 믹서(14)에 의하여 발생된 신호는 I.F.필터(30)에 인가된다. I.F.필터(30)는 선택된 텔레비젼 채널의 I.F.신호에 대한 응답 특성을 형성한다. I.F.필터(30)출력에서의 응답 특성이 제2도에 도시되어 있는 바, 이에 대해서는 하기에 설명하기로 한다. I.F.통과 대역 한계의 상,하에 있는 신호들은 I.F.필터에 의해 감쇄된다.
I.F.필터를 총과한 I.F.신호는 I.F.증폭기(40)에 인가되는데, 이 증폭기는 이득 제어 전압 VAGC에 응답하여 I.F.신호를 증폭(또는 감쇄)한다. 이렇게 증폭된 I.F.신호는 화상 케리어 신호를 나타내는 신호가 생성되도록 캐리어 기준 신호 추출기에 인가됨과 아울러, 피크 검출기(42)와 그리고 디지털화를 행하는 A/D변환기(50)에 인가된다. 샘플링 신호Nfsc/M에 응답하여 A/D변환기(50)에 의해 샘플링된다. 예컨데, 8비트의 디지털화된 비디오 신호는 A/D변환기 (50)에 의하여 발생된다. 제1도에서, 디지털화된 다중 비트신호들은 예컨데 A/D변환기(50)의 출력으로서 굵은선으로 표시되어 있다. 디지털 신호는 비디오 정보 및 음성 정보를 포함한다.
디지털 신호는 비디오 화상 정보를 분리 및 처리함과 아울러 적(R), 녹(G) 및 청(B)의 디지털 색 신호들을 발생시키는 디지털 비디오 신호 처리기(60)와 디지털 피크 검출기(44)에 인가된다. 처리기(60)로서 사용이 디지털 비디오 신호 처리기가 H.G.Lewis, jr에게 허여된 미합중국 특허출원 번호 제297,556호(1981. 8. 31)의 “디지탈 칼라 텔레비젼 신호 복조기”에 기술되어 있다. 이들 신호는 D/A변환기(62)에 인가되어 아날로그 신호로 변환된다. D/A변환기에 의하여 발생된 아날로그 신호는 저역통과 필터(64), (66) 및 (68)에 인가되며, 이들 枸들은 아날로그 신호의 불필요한 고주파 성분을 제거하여 키네스코프 디스플레이상에 R, G 및 B색신호를 발생시킨다.
음성 및 동기 신호 정보를 포함하는 디지털 신호는 디지털 비디오 신호 처리기(60)로부터 디지털 대역 통과 필터(70) 및 디지털 동기 신호 처리기(80)의 입력에 연결된다. 디지털 대역 통과 필터(70)는 음성 케리어 부근의 음성 정보를 디지털 음성 검출기(72)에 통과시킨다. 디지털 음성 검출기(72)는 오디오 정보를 검출하여 예를들면 음성 정보를 나타내는 펄스폭 변조 신호를 발생한다. 이신호는 저역통과 필터에 의하여 여파되어 결과적으로 재생을 위한 오디오 정보가 복구된다.
디지털 동기 신호 처리기(80)는 수평 및 수직 동기 신호를 추출 및 분리하여 텔레비젼 수상기내의 편향회로(도시되지 않았음)용 수직 및 수평비 펄스열을 발생한다. 디지털 동기 신호 처리기는 또한 수평 동기 신호 주파수 fH를 n배한 신호를 발생하는데, 이 신호는 실제로 수평 동기 신호와 일정한 위상 관계를 갖는다. 이 신호 nfH는 위상 검출기(90)의 한 입력에 인가되는데, 이 위상 검출기는 케리어 기준 신호 추출기(52)로부터 추출된 화상 케리어 신호를 나타내는 신호를 또한 수신한다. 이 위상 검출기(90)는 이들 두 신호의 위상을 비교하여, 필터(92)에 의해 여파되어 미동조 전압 VFT로서 튜너 모듈내의 스위치(24)에 인가되는 제어 신호를 발생한다. 미동조 전압 VFT는 국부발진기(16)를 제어하여 I.F.화상 케리어가 수평동기 신호와 실제 일정한 위상 관계를 유지하도록 한다.
디지털 피크 검출기(44)의 디지털 출력은 조합 회로(46)내의 피크 검출기(42)의 아날로그 출력과 조합된다. 조합회로(46)의 출력은 아날로그 자동 이득 제어 전압 VAGC이다. 이 전답은 I.F.증폭기(40)의 이득을 제어하여 I.F.증폭기(40)의 출력레벨을 일정하게 유지한다(이에 대해서는 하기에 설명한다).
본 발명의 양상에 의하면 A/D변환기(50)는 변조된 I.F.신호의 정보를 제2(비디오)검출기가 필요없이 직접 베이스 밴드 신호 처리에 적합한 디지털 신호 샘플로 변환한다. 케리어 기준 신호 추출기(52)는 I.F.신호를 수신하도록 연결된 입력을 가지며 화상 케리어와 사실상 일정한 위상 관계를 갖는 신호를 발생한다.
추출기(52)에 의하여 발생된 신호는 화상 케리어 신호에 비하여 90°지연 위상 관계를 갖는 위상이다. 추출된 신호는 M분할기 회로(54)에 의하여 주파수가 분할되어 A/D변환기(50)용 샘플링 신호를 발생한다. 케리어 기준 신호 추출기(52)는 예컨데 I.F.화상케리어 주파수로 동조되는 주파수 선택 회로와 90°위상 쉬프터 혹은 위상 고정 루프 회로 및 I.F.화상 케리어 주파수와 구성(quadrature)위상 관계에서 발진 신호를 발생하는 90°위상 쉬프터를 포함한다. 발진 신호는 원하는 샘플링 주파수로 분리된다. A/D변환기(50)는 샘플링 신호에 응답하여 아날로그 I.F.신호를 샘플링하여 이 샘플을 샘플링 신호비에서 디지털 워드로 변환한다.
A/D변환기(50)는 복구될 정보의 밴드폭에 대한 나이퀴스트 기준에 적합한 비오 아날로그 신호를 샘플링해야 한다. 아니키스트 기준에 적합하지 않으면 신호 샘플의 주파수 스펙트럼은 서로 중첩(에일리어스)되는 주파수 밴드를 포함할 것이다. 이러한 에일리어싱 성분은 동일 주파수에서 본래 성분과 사실상 다를수 있다. 일단 에일리어싱이 일어나면 샘플로부터 원하는 정보의 복구를 위한 시도로 말미암아 스펙트럼의 중첩부분에 의하여 왜곡이 일어나게 된다. 이러한 왜곡은 복구된 신호를 필터링하여도 제거할수 없다.
에일리어싱을 방지하는 하나의 일반적인 기술은 저역 통과 반에일리어싱 필터로 A/D변환기의 입력에 인가된 아날로그 신호의 밴드폭을 제한하는 것이다. A/D변환기용 샘플링 데이터는 반-에일이어싱 필터의 차단 주파수에 적어도 두배가 되도록 선택된다.
제1도의 배열에서, 분리된 반-에일리어싱 필터는 필요하지 않다. 대신에, 에일리어싱 방지는 I.F.필터(30)의 밴드 제한성에 좌우된다. 복구될 텔레비젼 신호 정보는 통상적으로 45.75MHz에 위치하는 화상 케리어 주파수에 비하여 40.75MHz와 46.5MHz사이에 놓이게 된다. 비디오 신호는 화상 케리어(±0.75MHz)근처의 이중 측파대 신호로 I.F.패스밴드 특성의 베스티지얼 기울기(vestigial stope)상에 위치한다.
그래서 모든 비디오 정보는 40.75MHz와 45.75MHz(5.0MHz의 I.F.밴드폭)사이에서 단일 측파대내에 포함되며 또한 음성 케리어를 포함한다. 5.0MHz의 밴드폭에 대하여 베이스밴드에 대한 샘플링 신호 주파수는 나이퀴스트 기준에 적합하도록 적어도 10.0MHz이어야 한다.
다른 예로써, 화상 케리어서 42.95MHz에 위치하며, 약 37.95MHz로부터 43.7MHz로 확장되는 제1도의 I.F.필터(30)의 I.F.패스밴드 특성에 대해 생각해보기로 하자. 이러한 I.F.응답 특성이 또한 제2도에 도시되어 있다. 제2도에서 42.95MHz의 I.F.화상 케리어 주파수가 케리어 주파 신호 추출기(52)에 의하여 추출되고 M분할 회로 M분할 회로(54)에서 의하여 4분할되면 10.7375MHz 샘플링 신호가 발생된다. I.F.패스밴드의 신호가 10.7375MHz 샘플링 신호에 의하여 인코딩될 때 제3도에 도시한 이상적인 주파수 스펙트럼이 된다. 인코딩 처리의 결과로 본래 패스밴드는 반복되어 샘플링 신호 주 파수의 배수가 되는 주파수에 걸쳐 분포되는 새로운 주파수 위치로 쉬프트된다. 샘플링 신호의 고조파 성분으로 인한 본래 패스밴드(100)의 한번 반복은 패스밴드(102)로 도시되어 있는바, 이 패스밴드는 0에서 5MHz로 확장된다. 패스밴드(102)은 제4도에 확대하여 도시되어 있고 3.58MHz에서 색보조 케리어 주파수와 약 4.5MHz에서 음성 케리어를 포함하고 있다. 다음의 보다 높은 주파수 밴드는 약 5.74MHz에서 시작하며, 낮은 주파수 밴드로서 약 740MHz만큼 떨어져 있다. 그래서, 반복 패스 밴드의 중첩이 없으므로 에일리어싱이 일어나지 않는다.
제3도에서, 샘플링 주파수 10.74MHz, 21.48MHz, 32.22MHz, 42.95MHz 등의 배수에서 반복된 패스밴드의 분명한 중첩이 전재함을 볼 수 있다. 그러나, 이들 중첩 영역을 에일리어싱을 구성하지는 않지만은 비디오 정보의 이중측 밴드 변조 영역의 중첩이 존재한다. 중척이 화상 케리어 주파수 근처에서 집중되어 있기 때문에 화상 케리어 주파수의 각 측면상의 이중 측밴드 성분은 서로 조합되어 강화된다. 각 패스밴드의 이중 측밴드 부분은 이러한 중첩 방식에서 디지털로 재구성 된다.
10.74MHz의 샘플링 신호비는 37.95MHz 내지 43.7MHz의 I.F.신호 주파수에 대한 나이퀴스트 기준을 만족하지 않음을 인지해야할 것이다. 이것은 신호 주파수가 디지털로 복구될 I.F.주파수가 아니기 때문에, 본 발명의 양상에 따라서는 허용이 된다. 대신에, 신호 주파수는 이들 신호의 변조에 의하여 나타낸 정보로써 5.0MHz 밴드내에 포함된다. 10.74° 샘플링비는 5.0MHz의 밴드내에 포함된 샘플링 및 복구 정보에 대한 나이퀴스트 기준을 만족한다. 필터에서 37.95MHz 이하의 신호 성분을 제거하므로서 신호의 에일리어싱은 인코딩 처리 기간동안 방지된다.
제3도에서 베이스밴드 영역(0-5MHz)위의 상부 주파수 패스밴드의 신호 성분은 디지털로 인코딩된 신호 샘플내에 포함되나 신호 처리에 악영향을 주지는 않는다. 이들 높은 주파수 성분은 D/A변환기(62)의 응답 특성에 의하여 감쇄되며 또한 D/A변환기(62)의 출력에 연결된 저역통과 필터(64), (66) 및 (68)와 디지털 음성 검출기(72)와 결합된 저역통과 필터(74)에 의하여 감쇄된다.
텔레비젼 I.F.신호를 샘플링 및 인코딩하는 변환처리는 본질적으로 주파수 전이의 선형 처리이기 때문에 인코딩된 패스밴드는 음성 케리어를 포함할 수 있다. 다이오드 검출기와 같은 다른 주파수 전이회로는 비선형으로써, 원치않는 음성 케리어 및 화상 보조 케리어 주파수의 상호 변조를 일으킬 수 있다. A/D변환 처리의 선형 특성은 따라서 음성 정보가 A/D변환기(50)에 의하여 동시에 인코딩되게 한다. 그래서 전체 텔레비젼 신호는 A./D변환기(50)에 의하여 디지털로 인코딩된다.
텔레비젼 I.F.신호 정보를 직접 베이브밴드 비디오 정보를 나타내는 디지털 신호 샘플로 인코딩하는 본 발명의 변환 기술은 어떤 화상 케리어 주파수 및 베이스밴드 텔레비젼 정보의 밴드폭에 대한 나이퀴스트 기준을 만족하는 모든 샘플링 주파수에 적용할 수 있다. 예를들면 미합중국에서 종래의 NTSC I.F.화상 케리어 주파수는 45.75MHz이다. M분할 회로(54)가 추출된 메리어 주파수를 4분할(M=4)하면, A/D변환기(50)용 샘플링 신호 주파수는 11.4375MHz이다. 이 샘플링 주파수는 음성 및 화상 정보 인코딩에 대한 나이퀴스트 기준을 만족하며 약 5MHz의 밴드폭을 가지며 적어며 10MHz의 샘플링 신호 주파수가 필요하다.
이것 또한 텔레비젼 신호의 비디오 정보만 인코딩하는 것에 대한 나이퀴스트 기준을 만족하며 약 4.2MHz의 밴드폭을 가진다.
그러나 I.F.신호가 11.4375MHz의 주파수에서 샘플링될 때 색신호 성분은 다른 위상에서 색신호의 한 분기 기간에서 다른 기간으로 색분리 신호에 대하여 샘플링될 것이다. 즉, 색 신호는 분기 신호의 주기에 대하여 매 122.66°마다 샘플링된다. 색신호의 한 분기 주기가 분리 위상에 대하여 0°,112.66°, 225.3° 및 338°에서 샘플링된다면 색신호의 다음 주기는 분기 위싱에 대하여 90.6°,203° 및 316°에서 샘플링될 것이다. 이렇게 변하는 색신호의 복조 각은 색신호가 복조되고 행렬로 되어 R,R 및 G색 신호를 발생하기 전에 원하는 색 혼합신호(즉 1 및 Q, 또는 (R-Y) 및 (B-Y)의 위상에서 샘플리 발생되도록 분리된 색 신호 샘플상에서 보간이 행라려 해야함을 필요로 한다.
본 발명의 다른 양상에 의하면, 제1도의 실시예에서 텔레비젼 I.F.화상 케리어 주파수는 색 분리 신호 주파수의 배수가 되도록 선택된다. 이렇게해서 복잡한 보간이 필요없이도 보조 샘플링(즉 A/D변환기의 샘플링 신호보다 낮은 비율에서 임의의 샘플을 선택)을 통하여 비디오 신호의 색 신호 복조가 가능하게 된다.
따라서 디지털 비디오 신호 처리의 복잡성은 감소된다.
제1도에서 국부발진기의 주파수는 R.F.화상 케리어가 42.95MHz의 I.F.주파수로 전이되도록 선택되며 색분기 신호의 보조 케리어 주파수의 12배가 된다. 따라서 색보조 케리어 주파수의 12배가 된다. 따라서 색보조 케리어의 I.F.주파수는 39.374995MHz이며, 음성 케리어는 38.4545MHz로 쉬프트 된다.
색분기 신호의 한 사이클로 진폭 변조된 42.945MHz의 I.F.화상 케리어는 제5도에 도시되어 있으며, 화상 케리어 신호(108)는 화상 케리어의 피크가 분기 신호 포락선의 0°점에서 일어나도록 화상 케리어의 이상적인 분기 신호 포락선(110)에 90°진상이다(쉽게 도시하기 위하여 I.F.화상 케리어(108)의 변조 깊이는 정상적으로 나타나는 선을 지나서 증가되어 있으며 음성 케리어의 효과는 생략되어 있다).
제5b도의 화상 케리어가 추출기(52)에 의하여 I.F.신호로부터 추출되고 4분할(M=4)되면 제5a도의 샘플링 신호파형(112)으로 도시된 것처럼 10.74MHz의 샘플링 신호 파형(112)으로 도시된 것처럼 10.74MHz의 샘플링 신호가 된다. 이 샘플링 신호는 본 실시예에서 fsc가 3.579545인 색보조 케리어 주파수이고 N이 12이며 M이 4인 nfsc/M의 형태를 갖는다. 샘플링 신호(112)는 하상 케리어 피크에서 I.F.신호를 샘플링하며 피크는 샘플링 신호(112)의 정의 전이 시간에서 샘플링에 의한 색 분기 신호에 대하여 0°,120° 및 240°에서 일어난다. 그러나 NTSC 시스템에서 1/2 수평 라인비와 색보조 케리어 주파수 사이의 기수배 관계에 의하여 제5b도에 도시한대로 계속되는 라인내의 동일 시간점에서 분기 신호는 60°,180° 및 300°에서 샘플될 것이다. 수직 방향으로 이러한 효과적인 샘플 보간은 캄(comb)필터링의 복잡성을 증가시켜 디지털 비디오신호 처리기(60)에서 휘도 및 색도 신호를 분리하도록 사용될 수 있다. 수직 방향으로 샘플의 배열은 이러한 문제로 경감하여 예를들면 미합중국 특허 제3,946,432호에 도시된대로 수평 동기 신호에 응답하는 스위치에 의하여 한 수평 라인으로부터 다른 라인으로 위상 반전하므로써 달성될수 있다.
분리된 색신호 샘플의 색복조는 제5a도의 10.74MHz샘플링 신호에 의하여 발생될 때 비교적으로 직선적이다. 색보조 케리어의 0°에서 샘플은-(R-Y)색 혼합 신호축으로 배열되고 이러한 색 혼합 신호는 보조 샘플링에 의하여 복구될 수 있다. 90°에서 -(B-Y)색 혼합 신호축은 0°와 120°에서 제1 및 제2샘플사이의 3/4이며 두 샘플값을 보간하므로서 복구될 수 있다.
시스템 설계자가 4배의 보조 케리어 샘플링 시스템의 높은 데이터율을 수용키를 원한다면 이러한 삽입은 생략할 수도 있다. 이러한 경우에 M분할 회로(54)는 추출된 보조 케리어 신호를 3분할하도록 조정되어, Nfsc/M이 4와 동일하거나 약 14.32MHz가 되도록 한다. 제5b도의 케리어 신호(108)가 3분할될 때 제5c도의 파형(114)으로 표시된 바와같이 샘플링 신호가 된다. 제5c도의 정진행 전이는 색 분기 신호 포락선(110)에 대하여 0°, 90°,180° 및 270°에서 제5b도의 I.F.신호를 샘플링한다. 이들 위상각에서 샘플들은 캄 필터에서 직접 조합되어 휘도 및 색도 신호를 분리하며 각각 -(R-Y), -(B-Y), (R-Y) 및 (B-Y)색 혼합 신호의 축과 직접적으로 대응한다. 그래서, 캄 필터링으로 인한 색도 신호는 보간이 필요없어도 보조 샘플링에 의하여 직접 복조될 수 있다.
색 보조 케리어 주파수의 배수가 되는 다른 I.F. 화상 케리어 주파수 또한 특수한 수신기 설계에서 바람직하다. 예를들면 I.F.화상 케리어 주파수가 색 보조 케리어 주파수의 16배이거나 52. 27272MHz인 경우, M분할 회로(54)는 추출된 화상 케리어를 4분할하도록 될 수 있어 이결과 색 보조 케리어 주파수의 4배인 14.32MHz의 양호한 샘플링 신호 주파수가 생성된다. 57.27272MHz I.F.화상 케리어 신호 주파수는 일본의 NTSC 수상기에 바람직한바, 그 이유는 일본에서 종래의 I.F.화상 케리어 주파수가 58.75MHz이며 색보조 케리어 주파수가 3.579545MHz이기 때문이다.
제5도에 도시한대로 비디오 신호 및 I.F.화상 케리어의 요망 위상 배열을 유지하기 위하여 I.F.화상 케리어의 위상을 제어할 필요가 있다. 이것은 제1도의 실시예에서 위상 검출기(90) 및 필터(92)에 의하여 이루어질 수 있다. 위상 검출기(90)는 케리어 기준 신호 추출기(52)에 의하여 발생된 추출된 i.f.화상 케리어를 나타내는 신호의 위상을 수평동기 신호 주파수의 배수인 신호 nfH에 비교한다. 예를들면, 추출된 화상 케리어 신호는 주파수 분할기에 의하여 nfH주파수로 분할된다. 요망되는 경우 얼마의 또는 모든 주파수 분할은 M분할 회로에 의하여 제공될 수 있다. nfH신호는 디지털 동기 신호 처리기(80)내에서나 수상기의 디지탈 신호 처리부분 외부에서 수평 동기 신호를 검출하므로써 발생된다. 인터메탈 세미콘덕터의 팜플렛 “새로운 차원의 VLSI디지탈 TV시스템”(1981년 9월)에서 MAA 2500디지탈 편향 제어 유니트로서 나타낸 디지털 편향 시스템은 디지털화된 복합 비디오 신호로부터 수평비 fH신호를 발생하는 장치를 나타낸다.
택일적으로, 피크 검출기(42)와 유사한 종래의 피크 검출기와 동기 분리기가 피크 검출 및 아날로그 I.F.신호의 수평 동기 신호 성분 fH을 분리하는데 사용될 수 있다. 수평비 fH신호는 1981년 7월 6일자로 SShai에게 허여된 미합중국 특허 제4,244,027호의 “디지탈 개발 루프 프로그램이 가능한 주파수 배율기”와 같은 배율기에 인가되어, nfH신호가 전개되게 된다. 위상 검출기(90)에 인가되는 동일 주파수를 갖는 두 입력 신호의 위상이 직접 비교될 수 있다. 이러한 비교를 나타내는 신호는 필터(92)에 의하여 여파되어 제어전압 VFT을 발생하며 이 전압은 국부 발진기(16)를 미동조사켜 I.F.화상 케리어 주파수를 42.9545MHz에 유지한다. 위상 검출기와 필터 회로(90) 및 (92)는 nfH위상 비고 신호가 I.F.화상 케리어 주파수의 배수이기 때문에 92.9545MHz화상 케리어의 위상을 제어하는데 효과적이다 NTSC칼라 켈레비젼 시스템에서 수평 주사 주파수 fH는 15,734,26Hz와 동일하다. 더욱이, 수평 동기 신호는 FCC기준에 따라서 방송 장치에 의하여 새보조 케리어 신호에 밀접한 위상 관계를 갖기 때문에 I.F.화상 케리어를 나타내는 신호와 nfH신호의 비교는 위상 표시 신호를 발생하며 이 신호는 VFT제어 전압 형태로 I.F.화상 케리어 및 변조된 색 정보 사이의 요망 관계를 유지하는데 필요한 주파수 및 위상에서 국부발전기 신호를 유지한다. 자동적인 주파수 및 위상 제어(AFPC)루프에 의하여 제공되는I.F.화상 케리어 위상 제어는, 예를 들면 재생된 텔레비젼 영상의 색채에 뚜렷한 변화를 방지한다.
텔레비전 I.F.신호가 A/D변환기(50)의 입력에 직접 인가되기 때문에 A/D변환기로 인가되는 입력의 다이나믹 영역내에서 I.F.신호 이탈을 유지할 필요가 있다. 예를들면 A/D변환기(50)용으로써 8비트 A/D변환기가 사용된다면 아날로그 신호는 256개의 디지털 신호 레벨중 한 레벨로 변환될 것이다. I.F.신호 레벨은 디지털화된 신호가 256번째 레벨, 즉 최고 레벨을 초과하지 않도록 제어되어야 한다. 피크 검출기(42)는 A/D변환기(50)의 입력에 인가된 I.F.신호의 피크를 감시하며, 디지털 피크 검출기(44)는 디지털 신호 샘플의 피크값을 감시한다. 두 피크 검출의 결과는 조합 회로(46)에서 조합되어 이득 제어 전압 VAGC을 발생하며 이 전압은 I.F.증폭기(40)에 인가된다. VAGC제어 전압은 자동적으로 A/D변환기의 다이나믹 영역기준내에 I.F.신호 레벨을 유지한다. 이러한 AGC 회로의 상게한 구조 및 동작은 1982년 2월 22일 출원되있으며, 발명자가 S.A. Steckler 및 A.R. Balaban인 미합중국 특허출원 제 350,580호의 “디지탈 텔레비젼 AGC장치”에 기술되어 있다.
튜너 모듈(10)에서 발생된 R.F. 신호는 본 발명의 양상에 의하여 제1도의 실시예에서 I.F.신호가 인코딩되는 것과 같은 방법으로 직접 디지털 정보로 인코드되는 것이 적절하다. 이러한 본 발명의 양상의 응용에서, R.F.화상 캐리어는 인코딩될 텔레비젼 채널에 대한 나이퀴스트 기준에 적합한 주파수의 샘플링 신호를 발생시키도록 주파수를 추출 및 분할될 수 있다. R.F.주파수 선택 회로가 지지탈화된 정보에서 에일리어싱을 방지하기 위해서는 선택된 채널 신호를 제외한 모든 주파수를 충분히 제거하여야 한다. 이러한 장치에서 제1검출기, I.F.필터 및 I.F.증폭기가 생략될 수 있다. 그러나 아날로그 화상 캐리어의 위상 제어 또한 베이스밴드 신호 샘플의 보간의 필요성에 의애 색 신호 복조 처리의 복잡성을 가증시키는 믹서를 제거함으로써 제거될 수 있다. 또한 사전에 I.F.증폭기에 제공된 이득 제어의 넓은 영역은 R.F.회로에서 필요하게 될 것이다.

Claims (16)

  1. 신호 정보로 변조되고 소정 주파수 밴드를 점유하는 아날로그 케리어 신호원(10)과, 그리고 디지털 신호 샘플에 응답하여, 처리된 디지털 정보 신호를 발생하는 디지털 신호 처리기 수단(60,70,80)을 구비하는 신호 처리 시스템용 디지털 수신기 장치에 있어서, 아날로그 케리어 신호의 최고 주파수보다 두배 작은 주파수를 갖는 샘플링 신호를 발생하는 수단(52,54)과, 상기 변조된 케리어 신호를 수신하도록 연결된 신호입력과, 샘플링 신호를 수신하도록 연결된 샘플링 신호 입력 및 출력 신호를 가지며 상기 샘플링 신호 주파수에서 케리어 신호를 샘플링함과 아울러 이렇게해서 얻어진 샘플을 신호 정보 신호를 나타내는 디지털 신호로 변환하는 A/D변환기(50)를 구비하는 것을 특징으로 하는 디지털 수신기 장치.
  2. 제1항의 장치에 있어서, 상기 아날로그 케리어 신호원(10)이 텔레비젼 중간주파수 패스밴드를 점유하는 신호를 제공하며, 상기 샘플링 신호 주파수가 상기 패스밴드의 최저 주파수와 최고 주파수간의 주파수차의 적어도 두배가 되는 것을 특징으로 하는 디지털 수신기 장치.
  3. 제1 또는 2항의 장치에 있어서, 상기 아날로그 케리어 신호원(10)이 소정 주파수 밴드내에 위치하는 소정 주파수의 캐리어 신호를 발생하며, 상기 샘플링 신호는 상기 케리어 신호 주파수의 약수인 주파수를 나타내는 것을 특징으로 하는 디지털 수신기 장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 아날로그 케리어 신호가 중간 주파수 신호이며, 상기 중간 주파수 신호를 수신하도록 상기 아날로그 케리어 신호원(10)에 연결된 입력과 상기 정보를 포함함과 아울러 상기 중간 주파수 신호 패스 밴드를 점유하는 신호를 출력하는 출력을 가지며, 상기 중간 주파수 신호 패스밴드를 형상시키는 중간 주파수 필터(30)와 그리고 중간 주파수 증폭기(40)로 이루어진 중간 주파수 신호 처리 회로(30,40)를 구비하며, 상기 샘플링 신호가 중간 주파수 패스밴드의 밴드폭에 적어도 두배이고 그리고 중간 주파수 신호 패스밴드를 점유하는 중간 주파수 신호의 주파수 보다 낮은 주파수를 가지며, 상기 A/D변환기(50)가 상기 중간 주파수 신호 처리 회로(30,40)의 출력에 결합되는 입력을 가지며, 상기 샘플링 신호 입력에 응답하여 상기 중간 주파수 신호 패스밴드내에 포함된 신호를 샘플링하고, 이렇게해서 얻어진 신호 샘플을 상기 중간 주파수 패스밴드보다 낮은 주파수 밴드내에 포함된 상기 정보를 나타내는 디지털 신호 샘플로 변환하는 것을 특징으로 하는 디지털 수신기 장치.
  5. 제1항에 있어서, 상기 아날로그 케리어 신호는 텔레비젼 정보로 변조되어 텔레비젼 중간 주파수 패스밴드내에 포함되는 아날로그 중간 주파수 신호이며, 상기 디지털 신호 처리기수단(60,70,80)은 중간 주파수 패스밴드 보다 낮은 베이스 밴드 주파수 영역내에 포함된 디지털 텔레비젼 신호 샘플을 처리하는 텔레비전 신호 처리기이며, 상기 A/D변환기(50)가 아날로그 텔레비젼 중간 주파수 신호를 수신하도록 연결된 상기 입력을 가짐과 아울러, 상기 텔레비젼 중간 주파수 신호를 텔레비젼 정보를 나타내며 상기 베이스밴드 주파수 영역내에 포함되는 디지털 텔레비젼 신호 샘플로 변환되는 것을 특징으로 하는 디지털 수신기 장치.
  6. 제5항에 있어서, 아날로그 중간 주파수 신호가 중간 주파수 화상 케리어를 포함하며, 상기 샘플링 신호 발생 수단(52,54)이 아날로그 중간 주파수 신호를 수신하도록 연결된 입력과, 상기 중간 주파수 화상 케리어와 실질적으로 동일한 주파수를 갖는 기준 주파수를 발생하는 출력을 갖는 케리어 기준 신호 추출회로(52)와, 그리고 상기 기준 신호를 수신하도록 연결된 입력과, 샘플링 신호가 상기 기준 신호 주파수의 약수인 주파수를 발생하는 출력을 갖는 분할기 회로(54)를 포함하는 것을 특징으로 하는 디지털 수신기 장치.
  7. 제5항에 있어서, 상기 텔레비젼 정보는 텔레비젼 비디오 정보 및 음성 정보이며, 텔레비젼 신호 처리기 수단이 디지털 비디오 신호 처리 회로 수단(60,62,64,66,68)과 디지털 음성 신호 처리 회로 수단(70,72,74)를 포함하며, 상기 A/D변환기(50)가 상기 디지털 비디오 신호 처리 회로 수단과 디지털 음성 신호 처리 회로 수단에 연결된 출력을 가지며, 비디오 정보 및 음성 정보를 나타내는 디지털 신호 샘플을 공급하는 것을 특징으로 하는 디지털 수신기 장치.
  8. 제5항에 있어서, 텔레비젼 정보로 변조되며 색 보조 케리어 주파수와 화상 케리어 주파수를 포함하는 주파수 대역을 점유하는 무선 주파수 신호원(8,12)과, 상기 무선 주파수 신호원에 연결돼며, 상기 무선주파수 신호를 색 보조 케리어 주파수와 화상 케리어 주파수간의 차의 정수배인 중간 주파수 화상케리어 주파수를 비롯한 상기 중간 주파수 밴드내에 포함되는 신호를 변환하는 수단(14,16)을 구비하는 것을 특징으로 하는 디지털 수신기 장치.
  9. 소정 주파수의 수평 동기 신호 성분이 포함된 상기 텔레비젼 정보로 변조된 무선 주파수 화상 케리어를 포함하고 있는 무선 주파수 신호원(8,12)과, 상기 무선 주파수 신호원에 연결되며 제어 신호에 응답하여 상기 무선 주파수 텔레비젼 신호를 상기 텔레비젼 신호로 변조된 중간 주파수 화상 케리어를 포함하고 있는 상기 중간 주파수 신호로 변환하는 수단(14,16,20,21,22,24)과 ; 상기 변환수단에 연결되며, 상기 중간 주파수 신호에 응답하여 상기 수평 동기 신호 성분 주파수의 배인 주파수를 갖는 기준 신호를 발생시키는 수단(50,60,80)과 ; 상기 중간 주파수 화상 케리어를 나타내는 신호를 수신하도록 연결된 제1입력과, 상기 기준 신호를 수신하도록 연결된 제2입력 및 상기 제어 신호가 출력되는 출력을 갖는 위상 검출기(90)를 구비하는 것을 특징으로 하는 디지털 수신 장치.
  10. 제5항에 있어서, 상기 텔레비젼 정보가 소정 주파수의 중간 주파수 케리어를 포함하며, 상기 중간주파수 신호원(10)이 중간 주파수 신호 처리 회로(30, 40)를 구비하는바, 이 중간 주파수 신호 처리 회로(30, 40)는 상기 아날로그 중간 주파수 신호를 수신하도록 연결된 입력과 상기 중간 주파수 신호 패스밴드내에 포함되는 중간 주파수 신호를 출력하는 출력을 가짐과 아울러 상기 중간 주파수 화상 케리어 신호를 포함하는 주파수의 중간 주파수 신호 패스밴드를 형상하는 중간주파수 필터(30)와 그리고 중간 주파수 증폭기(40)를 포함하고 있으며, 상기 샘플링 신호가 중간 주파수 화상 케리어에 두배인 주파수 보다 작으며, 상기 A/D변환기(50)가 상기 중간 주파수 신호 처리 회로의 출력에 연결된 입력을 가짐과 아울러 중간 주파수 신호 패스밴드내에 포함된 중간 주파수 신호를 샘플링하고, 상기 샘플은 중간 주파수 신호 패스밴드 주파수 보다 낮은 주파수인 주파수 밴드내에 포함되는 것을 특징으로 하는 디지털 수신기 장치.
  11. 제10항에 있어서, 상기 샘플링 신호 수단이 상기 중간 주파수 신호 처리 회로(30, 40)에 연결되어 상기 중간 주파수 화상 케리어 신호를 수신하는 입력과 상기 A/D변환기(50)의 샘플링 신호 입력에 연결되어 상기 소정 주파수의 약수인 주파수의 샘플링 신호를 발생시키는 출력을 갖고 있는 샘플링 신호 발생 수단(52, 54)을 구비하고, 상기 A/D변환기(50)가 샘플링 신호의 주파수에 의하여 결정된 비율로 디지털 신호 샘플을 발생하는 것을 특징으로 하는 디지털 수신기 장치.
  12. 제11항에 있어서, 상기 샘플링 신호 발생 수단(52, 54)이 중간 주파수 화상 케리어에 응답하여 사실상 상기 주파수에서 기준 신호를 발생하는 케리어 기준 신호 추출기 회로(52)와, 상기 기준 주파수에 응답하여 샘플링 신호를 발생하는 주파수 분할기(54)를 구비하는 것을 특징으로 하는 디지털 수신기 장치.
  13. 제12항에 있어서, 케리어 기준 신호 추출기 회로(52)가 소정 주파수로 동조되는 동조 회로를 포함하는 것을 특징으로 하는 디지털 수신기 장치.
  14. 제12항에 있어서, 상기 케리어 기준 신호 추출기 회로(52)가 위상 고정 투프(PLL)회로를 포함하는 것을 특징으로 하는 디지털 수신기 장치.
  15. 제7항에 있어서, 텔레비젼 정보가 비디오 캐리어와 음성 케리어를 포함하며, 디지털 비디오 신호 처리기(60,62,64,66,68)가 디지털 신호 샘플에 응답하여, 처리된 디지털 비디오 신호를 발생하며, 상기 변환기(50)에 연결된 디지털 대역통과 필터(70)가 상기 디지털 신호 샘플에 응답하고, 음성 정보를 포함하는 디지탈 신호 샘플을 비디오 정보의 추출에 통과 시키는 출력을 가지며, 디지털 음성 신호 처리기(72, 74)가 디지털 대역통과 필터의 출력에 연결되어, 처리된 음성 신호를 발생하는 것을 특징으로 하는 디지털 수신기 장치.
  16. 제9항에 있어서, 무선주파수 텔레비젼 신호가 무선 주파수 화상 케리어의 주파수에 있는 주파수 대역내에 포함되고, 상기 변환수단(14,16,20,21,22,24)은 상기 중간 주파수 화상 케리어가 소정 주파수의 정수배인 주파수에 놓이도록 하며, 상기 디지털 신호 처리 수단(60,70,80)이 처리된 비디오 신호와 소정 주파수의 수평 주사비 신호 성분을 발생하는 것을 특징으로 하는 디지털 수신기 장치.
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