PL175808B1

PL175808B1 - Odbiornik telewizyjny wielostandardowy z kompensacją opóźnienia sygnałów luminancji i chrominancji

Info

Publication number: PL175808B1
Application number: PL95307888A
Authority: PL
Inventors: Kristopher A. Klink
Original assignee: Thomson Consumer Electronics
Priority date: 1994-03-30
Filing date: 1995-03-27
Publication date: 1999-02-26
Also published as: DE69534220D1; CN1085010C; KR100339620B1; JP3662290B2; EP0675657B1; JP2004072750A; PL307888A1; KR950035462A; CN1119814A; SG46126A1; EP0675657A3; JPH07274089A; US5374962A; DE69534220T2; BR9501194A; MY114670A; EP0675657A2

Abstract

minancji, zawierajacy procesor obrazu majacy wej- scia do odbioru wejsciowych sygnalów luminancji i chrominancji o pierwszym standardzie przesylania oraz wyjscie do dostarczania przetworzonego sygnalu wy- swietlanego, zródlo sygnalów do dostarczania odbie- ranego, zlozonego sygnalu wizyjnego o pierwszym standardzie przesylania lub drugim standardzie prze- sylania, transkoder do przetwarzania skladowej chro- minancji odbieranego, zlozonego sygnalu wizyjnego o drugim standardzie przesylania w pierwszy standard przesylania, znamienny tym, ze zawiera element opóz- niajacy (60) do opózniania zlozonego sygnalu wizyj- nego dostarczanego na wejscie sygnalów luminancji procesora (10) obrazu dla odbieranych sygnalów o pierwszym i drugim standardzie przesylania, przy czym element opózniajacy (60) zapewnia opóznienie zasad- niczo równe opóznieniu transkodera (80), oraz przela- cznik (62) do dostarczania zlozonego sygnalu wizyj- nego na wejscie sygnalów chrominancji procesora (10) obrazu przez element opózniajacy (60) dla odbie- ranych sygnalów o pierwszym standardzie przesylania i do dostarczania zlozonego sygnalu wizyjnego na wejscie sygnalów chrominancji procesora (10) obrazu przez transkoder (80) dla odbieranych sygnalów o drugim standardzie przesylania. FIG. 1 PL PL PL PL PL PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest odbiornik telewizyjny wielostandardowy z kompensacją opóźnienia sygnałów luminancji i chrominancji, który zapewnia odbiór i odtwarzanie sygnałów kodowanych w dwóch lub więcej formatach przesyłania standardowych sygnałów wizyjnych.

Znane są wielostanowe odbiorniki telewizyjne przystosowane do odbioru i odtwarzania sygnałów telewizyjnych o różnych standardach przesyłania. Na przykład w opisie patentowym Stanów Zjednoczonych Ameryki nr 4309719 jest przedstawiony dwustandardowy odbiornik

175 808 sygnałów o formacie PAL lub SECAM. Natomiast w opisie patentowym Stanów Zjednoczonych Ameryki nr 5119177 jest przedstawiony przykładowy-' trój standardowy odbiornik telewizyjny realizujący przetwarzanie w standardach NTSC, PAL-M i PAL-N.

Znaną praktyką w odbiornikach wielostandardowych jest zmiana częstotliwości wybierania obrazu w celu dopasowania odbieranego sygnału i transkodowania odbieranego sygnału chrominancji do wspólnego standardu. Umożliwia to późniejsze uproszczenie etapów przetwarzania koloru, takich jak na przykład sterowanie odcieniem i nasyceniem, korekcja błysków i podobne.

Wykorzystanie transkodera sygnału chrominancji do przetwarzania odbieranych sygnałów koloru do wspólnego standardu może stanowić problem względem zapewnienia właściwej rejestracji odbieranych składowych luminancji i chrominancji dla różnych standardów przesyłania. Zwłaszcza transkodowanie sygnału chrominancji wprowadza opóźnienie przetwarzania. W celu utrzymania właściwej rejestracji sygnałów luminancji i chrominancji w różnych stanach pracy, jest pożądane, żeby do toru sygnału luminancji zostało wprowadzone dodatkowe opóźnienie, gdy odbierany sygnał wymaga transkodowania dla kompensacji opóźnienia transkodowania wprowadzonego do sygnału chrominancji przez transkoder. Jeżeli nie zapewni się pewnej formy kompensacji opóźnienia, mogą powstać widoczne błędy, na przykład błędy barwy, gdy następuje przełączanie sygnałów wizyjnych o różnych standardach przesyłania.

Problem kompensacji opóźnienia w odbiornikach wielostandardowych jest przedstawiony w opisie patentowym Stanów Zjednoczonych Ameryki nr 4309719, gdzie odnotowano, że jednym możliwym rozwiązaniem tego problemu jest zapewnienie opóźnienia kompensacji o ustalonej wartości kompromisu, usytuowanej na przykład pośrodku pomiędzy opóźnieniami wymaganymi w każdym standardzie przesyłania sygnałów wizyjnych. Wykazano jednak, że w przypadkach, gdy różnica opóźnień jest stosunkowo duża, na przykład 500 nanosekund, oparcie się na opóźnieniu kompensującym o ustalonej wartości kompromisu może dać niezadawałające wyniki.

Rozwiązaniem problemu rejestracji sygnałów koloru w odbiornikach wielostandardowych w tym znanym opisie patentowym, jest zapewnienie przełączalnego opóźnienia w torze sygnału luminancji. W sposób korzystny zapobiega to całkowicie jakimkolwiek potencjalnym błędom związanym z zastosowaniem ustalonych kompromisowych wartości kompensacji opóźnienia i zapewnia dokładną kompensację opóźnienia dla dowolnego standardu przesyłania sygnału wizyjnego. W rozwiązaniu tym przy pomocy przełącznika wprowadza się dodatkowe opóźnienie do toru sygnału luminancji przy odbiorze sygnałów, które wymagają transkodowania sygnałów chrominancji z jednego standardu na inny, na przykład standardu SECAM na PAL. W przypadku sygnałów o formacie, który nie wymaga transkodowania, na przykład w standardzie PAL, opóźnienie jest odprowadzane z toru luminancji. Znany sposób kompensacji opóźnienia, wykorzystujący przełącznik, zapobiega powstawaniu niedokładności opóźnień kompromisowych i zapewnia, że sygnały luminancji i chrominancji uzyskują równe opóźnienia, bez względu na standard, PAL lub SECAM, odbieranego sygnału.

Istotą odbiornika telewizyjnego wielostandardowego z kompensacją opóźnienia sygnałów luminancji i chrominancji według wynalazku, zawierającego procesor obrazu mający wejścia do odbioru wejściowych sygnałów luminancji i chrominancji o pierwszym standardzie przesyłania oraz wyjście do dostarczania przetworzonego sygnału wyświetlanego, źródło sygnałów do dostarczania odbieranego, złożonego sygnału wizyjnego o pierwszym standardzie przesyłania lub drugim standardzie przesyłania, transkoder do przetwarzania składowej chrominancji odbieranego, złożonego sygnału wizyjnego o drugim standardzie przesyłania w pierwszy standard przesyłania, jest to, że zawiera element opóźniający do opóźniania złożonego sygnału wizyjnego dostarczanego na wejście sygnałów luminancji procesora obrazu dla odbieranych sygnałów o pierwszym i drugim standardzie przesyłania, przy czym element opóźniający zapewnia opóźnienie zasadniczo równe opóźnieniu transkodera, oraz przełącznik do dostarczania złożonego sygnału wizyjnego na wejście sygnałów chrominancji procesora obrazu przez element opóźniający dla odbieranych sygnałów o pierwszym standardzie przesyłania i do dostarczania złożonego sygnału wizyjnego na wejście sygnałów chrominancji procesora obrazu przez transkoder dla odbieranych sygnałów o drugim standardzie przesyłania.

175 808

Korzystne jest, jeżeli odbiornik według wynalazku zawiera ponadto pierwszy filtr włączony pomiędzy wyjście przełącznika i wejście sygnałów chrominancji procesora obrazu dla tłumienia składowych luminancji złożonego sygnału wizyjnego dostarczanego na wejście sygnałów chrominancji procesora obrazu dla odbieranych sygnałów o pierwszym standardzie przesyłania oraz zawiera drugi filtr włączony pomiędzy wyjście elementu opóźniającego i wejście sygnałów luminancji procesora obrazu dla tłumienia składowych chrominancji złożonego sygnału wizyjnego dostarczanego na wejście sygnałów luminancji procesora obrazu.

Dalsze korzyści z wynalazku uzyskuje się, gdy odbiornik ten zawiera tor układowy włączony pomiędzy element opóźniający i wejście sygnałów luminancji procesora obrazu dla wzmacniania i stabilizacji poziomu opóźnianego, złożonego sygnału wizyjnego.

Kolejne korzyści z wynalazku uzyskuje się, gdy drugi standard przesyłania stanowi standard PAL obejmujący sygnały o standardzie PAL-M i sygnały o standardzie PAL-N, zaś transkoder zawiera demodulator przystosowany do pracy w obu standardach PAL, przy czym transkoder zawiera obwód opóźniający dostarczający sygnały wejściowe PAL-M i PAL-N opóźnione o jedną linię do demodulatora oraz obwód opóźniający zawiera element opóźniający linię PAL-M, którego wyjście jest dołączone do grupowego korektora opóźnienia i przełącznik do wyboru wyjścia obwodu opóźniającego dla demodulacji sygnałów o standardzie PAL-M dla wyboru wyjścia grupowego korektora opóźnienia dla demodulacji sygnałów o standardzie PAL-N.

Zaletą rozwiązania według wynalazku jest zapewnienie, przez wielostandardowy odbiornik telewizyjny, właściwej rejestracji sygnału luminancji i chrominancji bez konieczności przełączania przyrządów rejestracji z opóźnieniem kompensacji w torze sygnału luminancji odbiornika przy zmianie z odbioru sygnałów o jednym standardzie przesyłania na sygnały o innym standardzie przesyłania.

Realizacja kompensacji opóźnienia sygnałów luminancji i chrominancji, bez poddawania sygnału luminancji przełączaniu, ma kilka zalet. Dla przykładu jedną zaletą jest eliminacja potencjału przełączania napięcia przesunięcia dla zmiany poziomu stałoprądowego sygnału luminancji, który inaczej mógłby powodować niepożądane, widoczne zmiany, na przykład zmiany jaskrawości, przy przełączaniu stanów pracy. Są również eliminowane niepożądane skutki przełączania, takie jak stany przejściowe zasilania i przełączania. Inne zalety to poprawiona niezawodność, dzięki zredukowanemu zliczaniu składowych i większa ekonomiczność.

Przedmiot wynalazku jest uwidoczniony w przykładach wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia schemat blokowy, częściowo w postaci ideowej, wielostandardowego odbiornika telewizyjnego według wynalazku, fig. 2, 3 i 4- uproszczone schematy blokowe ilustrujące względne czasy opóźnień sygnałów w pierwszym, drugim i trzecim torze układowym odbiornika z fig. 1, fig. 5 - schemat blokowy, częściowo w postaci ideowej, ilustrujący pewne modyfikacje wielostandardowego odbiornika z fig. 1, fig. 6,7 i 8 - uproszczone schematy blokowe ilustrujące względne czasy opóźnień sygnałów w pierwszym, drugim i trzecim torze układowym odbiornika z fig. 5 oraz fig. 9 - schemat blokowy, częściowo w postaci ideowej, ilustrujący modyfikację wielostandardowego odbiornika z fig. 5.

Figura 1 przedstawia wielostandardowy odbiornik telewizyjny przystosowany do standardów NTSC, PAL-M i PAL-N odbieranych sygnałów wizyjnych. Można także dostosować inne standardy przesyłania, na przykład standard SECAM, przez wybranie właściwego transkodera sygnału chrominancji, co zostanie dalej wyjaśnione.

Oznaczenia przy pomocy przyrostków M i N odpowiadają zaleceniom normy CCIR 470-1 co do oznaczenia parametrów wybierania. W skrócie litera M oznacza system monochromatyczny 525 linii/60 pól, szerokość pasma 4,2 MHz, nośna fonii 4,5 MHz. Litera N oznacza system monochromatyczny 625 linii/50 pól, szerokość pasma 4,2 MHz, nośna fonii 4,5 MHz. Oznaczena NTSC i PAL odnoszą się do sposobu przesyłania sygnałów kolorów, a szczególnie gdy faza podnośnej jest zmieniana dla kolejnych linii, co ma miejsce w standardzie PAL, lub jest stała dla kolejnych linii, co ma miejsce w standardzie NTSC.

Odbiornik z fig. 1 zawiera procesor 10 obrazu telewizyjnego w standardzie NTSC, oznaczony linią przerywaną. Funkcją procesora 10 obrazu telewizyjnego jest zapewnienie zwykłych funkcji przetwarzania obrazu, takich jak demodulacja sygnałów chrominancji, stero175 808 wanie odcieniem i nasyceniem, sterowanie jaskrawością i kontrastem, uwydatnianie pewnych częstotliwości sygnałów wizyjnych, matrycowanie RGB i podobne.

Funkcje przetwarzania procesora 10 obrazu telewizyjnego są sterowane przez układ sterowania 12, na przykład mikroprocesor, który odbiera rozkazy użytkownika bezpośrednio lub przez sterownik zdalny 14 i dostarcza rozkazy użytkownika do procesora 16 sygnałów luminancji i procesora 18 sygnałów chrominancji w procesorze 10 obrazu telewizyjnego przez szynę sterującą 20. Procesor 16 sygnałów luminancji zapewnia funkcje takie, jak na przykład sterowanie jaskrawością, kontrastem i uwydatnianiem częstotliwości. Procesor 18 sygnałów chrominancji zapewnia funkcje takie, jak na przykład sterowanie odcieniem i nasyceniem. Szyna 20 dostarcza także sygnały sterowania do matrycy 22 i do przełącznika 24 selekcji sygnałów wizyjnych w procesorze 10 obrazu telewizyjnego. Przełącznik 24 wybiera w celu odtwarzania wejściowe sygnały wizyjne (pomocnicze) pasma podstawowego czyli o częstotliwościach radiowych. Matryca 22 odbiera przetworzone sygnały luminancji i chrominancji (Y, R-Y i B-Y) i dostarcza składowe sygnały RGB koloru czerwonego, niebieskiego i zielonego do układu odchylania i wyświetlania 26. Układ odchylania i wyświetlania 26 wykrywa częstotliwość pola dostarczanego sygnału i wybiera z częstotliwością 525 linii 60 pól w przypadku sygnałów w standardach NTSC i PAL-M oraz z częstotliwością 625 linii 50 pól w przypadku sygnałów w standardzie PAL-N. W innym przypadku częstotliwość wybierania obrazu można wybrać przez układ sterowania 12 za pośrednictwem sterowania przez użytkownika sterownikiem zdalnym 14, jeżeli jest to wymagane.

Odbiór sygnałów o częstotliwościach radiowych jest ułatwiony przez układ strojenia 28 mający wejściowe łącze 30 częstotliwości radiowych do przełączenia do anteny, kabla lub innego źródła sygnałów o częstotliwościach radiowych, a wyjście doprowadzające sygnały o częstotliwościach pośrednich do końcówki wejściowej 32 układu 34 wzmacniacza częstotliwości pośrednich, detektora sygnałów wizyjnych i układu automatycznej regulacji wzmocnienia, który jest umieszczony w procesorze 10 obrazu telewizyjnego. Układ 34 wzmacnia sygnał o częstotliwościach pośrednich, demoduluje go do pasma podstawowego i zapewnia automatyczną regulację wzmocnienia poziomu sygnału pasma podstawowego w celu dostarczenia złożonego, wyjściowego sygnału wizyjnego S1 pasma podstawowego. Procesor 10 zawiera także pomocniczą końcówkę wejściową 36 sygnałów wejściowych do odbioru wejściowego sygnału wizyjnego S2, który jest już w postaci złożonego sygnału wizyjnego pasma podstawowego. Przełącznik 24 selekcji źródła sygnałów, przy pomocy sterowania szyną 20, wybiera złożone sygnały wizyjne S1 lub S2 i dostarcza wybrany złożony sygnał wizyjny S3 do końcówki wyjściowej 38 w celu dalszego przetwarzania. Obejmuje to transkodowanie i kompensację opóźnienia, gdy wybrany sygnał S3 jest w standardzie PAL, co zostanie wyjaśnione.

Procesor 10 obrazu telewizyjnego jest przeznaczony, przy jego normalnym użytkowaniu, do przetwarzania sygnałów wizyjnych o standardzie koloru NTSC i posiada kompensację opóźnienia dla tego standardu. W procesorze 10 obrazu telewizyjnego wejściowy sygnał luminancji na wejściu 40 jest dostarczany do procesora 16 sygnałów luminancji przy pomocy eliminatora 42 sygnału chrominancji i elementu 44 opóźnienia kompensującego. Opóźnienie elementu 44 jest regulowane przy pomocy szyny sterującej 20. Przy normalnym użyciu procesora 10 obrazu telewizyjnego, opóźnienie elementu 44 byłoby regulowane w celu kompensacji różnych opóźnień sygnałów luminancji i chrominancji, przy czym separator każdego sygnału jest stosowny do początkowego rozdzielania złożonego sygnału wizyjnego na części składowe, wraz z opóźnieniami wprowadzanymi przez eliminator 42 sygnału chrominancji i filtr pasmowo-przepustowy 52 sygnału chrominancji w procesorze 10.

W odbiorniku z fig. 1 opóźnienie elementu 44 jest ustalane tak, że sygnał luminancji podlega czystemu opóźnieniu, przez element 44 i eliminator 42, pomiędzy wejściem 40 i wejściem procesora 16, które jest zasadniczo równe opóźnieniu filtru pasmowo-przepustowego 52 sygnału chrominancji, który doprowadza wejściowe sygnały chrominancji na wejściu 50 do procesora 18 sygnałów chrominancji w procesorze 10 obrazu telewizyjnego. Zgodnie z tym, w przypadku regulacji opóźnienia elementu 44 jak opisano, sygnały luminancji i chrominancji, które są czasowo uzgadniane na wejściach 40 i 50 procesora 10 obrazu telewizyjnego, będą

175 808 również czasowo uzgadniane przy dostarczaniu do poszczególnych wejść procesora 16 sygnałów luminancji i procesora 18 sygnałów chrominancji w procesorze 10 obrazu telewizyjnego.

Pozostałe elementy odbiornika z fig. 1 zapewniają transkodowanie odbieranych sygnałów o PAL i kompensację opóź.nienia dla zapewniania czasowego składowych luminancji i chrominancji dostarczanych na wejścia 40 i 50 procesora 10 obrazu, bez względu na to, jaki standard telewizyjny został odebrany i, co ważne, bez konieczności jakiegokolwiek przełączania w torze sygnału luminancji przy zmianie z jednego standardu telewizyjnego na inny. Zapobiega to na przykład zmianom poziomu jaskrawości spowodowanym przez przesunięcia stałoprądowe przy przełączaniu i potencjalne wady spowodowane, na przykład, przez stany przejściowe przy przełączaniu, zmiany zasilania sygnałem sterowania przełączaniem i tak dalej.

W przypadku odbieranych sygnałów o standardzie NTSC, złożony sygnał wizyjny S3, wybrany przez przełącznik 24 sygnałów wizyjnych w procesorze 10 obrazu telewizyjnego, jest opóźniany przez element opóźniający 60 i opóźniony złożony sygnał S4 jest dostarczany na wejścia 40 i 50 sygnałów luminancji i chrominancji procesora 10 obrazu telewizyjnego. Jest to zrealizowane przez dostarczanie opóźnionego, złożonego sygnału wizyjnego S4 bezpośrednio na wejście 40 sygnałów luminancji procesora 10 i przez dostarczenie opóźnionego, złożonego sygnału wizyjnego S4 na wejście 50 sygnałów chrominancji procesora 10 poprzez przełącznik 62 sterowemia stanem peacy.Tcn preełącznikjest zamkniętk w Stanie prae y ra standardzie NTeN, aby utworzyć tor układowy w celu doprowadzenia złożonego sygnału wizyjnego S4 na wejście sygnałów chrominancji procesora 10 obrazu telewizyjnego. Odwrotnie jest w standardzie PAL, w którym następuje zmiana w celu doprowadzenia odłączonego sygnału chrominancji, otrzymanego przez transkodowanie sygnału PAL, na wejście 50 sygnału chrominancji.

W odbiorniku telewizyjnym opóźniony, złożony sygnał wizyjny S4 jest poddawany przetwarzaniu w uzupełnieniu do opóźnienia wprowadzanego przez element opóźniający 60. Mianowicie po opóźnieniu sygnał S4 jest wzmacniany i stabilizowany w układzie dekodera 100 standardu PAL, przed dostarczeniem na wejścia procesora 10 obrazu telewizyjnego. Nie jest istotne, żeby sygnał złożony przechodził przez dekoder w celu uzyskania buforowania lub stabilizacji, o ile to dotyczy stanu pracy w standardzie NTSC, ponieważ w celu odbioru sygnału o sfiindardzie NTSC dekoder niie. jest, stso^t^o^^aet i można gto οπι^^ό. Dekoder wykorzystany w przykładzie wykonania z fig. 1, określa cechy wzmacniaczy 102, 104 i układu stabilizacji 106 poziomu w torze pomiędzy wejściem 108 sygnałów lumieaecji i końcówkami wyjściowymi 110. Ten tor, zwykle przeznaczony dla sygnałów luminancji w zwykłych zastosowaniach układu dekodera, jest stosowany w tym przykładzie wynalazku do wzmacniania i stabilizacji poziomu złożonego sygnału wizyjnego S4, skutkiem czego upraszcza całe rozwiązanie.

Opóźniony, złożony sygnał wizyjny można wzmacniać albo przez przepuszczenie go przez dekoder albo przez wprowadzony oddzielny wzmacniacz i układ stabilizacji poziomu. W przypadku danego procesora obrazu telewizyjnego może nie być potrzebne zapewnienie wzmocnienia i stabilizacji poziomu, a jeżeli tak, to takie elementy można pominąć. Ważne jest, o ile to dotyczy czasowej rejestracji sygnałów lumieaecji i chrominancji, że te sygnały uzyskują równe opóźnienia. W standardzie NTSC zarówno sygnał lumieαncji, jak i chrominancji, mają złożoną, So jest połączoną postać, a więc, gdy są one opóźniane przez element opóźniający 60, są jednakowo opóźniane i mają właściwą czasową rejestrację przy dostarczaniu na wejścia 40 i 50 procesora 10 obrazu telewizyjnego.

W przypadku odbieranych sygnałów w standardzie PAL, przełącznik 62 jest przełączany do pokazanego na rysunku położenia i opóźniony, złożony sygnał S4 jest doprowadzany tylko do wejścia 40 sygnałów luminpecji procesora 10 obrazu telewizyjnego. Składowa chrominancji C1 odbieranego sygnału S3 jest oddzielana od nie opóźnionego, złożonego sygnału wizyjnego S3 przy pomocy filtru pasmowo-przepustowego 70 sygnału chrominancji. Oddzielony sygnał chrominancji C1 jest następnie tranekodowaey przez traeekoder 80 standardu PAL w NTSC w sygnał chrominancji C2 w standardzie NTSC oraz doprowadzany, bez przepuszczania przez element opóźniający 60 sygnał złożony, do wejścia 50 sygnałów chrominancji procesora 10 obrazu telewizyjnego. Opóźnienie elementu opóźniającego 60 złożony sygnał wizyjny jest wybrane jako równe czystemu opóźnieniu transkodowania, na przykład opóźnieniu filtru 70 plus

175 808 opóźnienie transkodera 80. Zgodnie z tym składowe luminancji i chrominancji odbieranych sygnałów o standardzie PAL są jednakowo opóźniane przy dostarczaniu na wejścia procesora 10 obrazu telewizyjnego.

Na podstawie dwóch powyższych przykładów pracy widać, że opóźnienie wprowadzone do składowej luminancji przez element opóźniający 60 jest stale i ma taką samą wartość dla sygnałów o każdym standardzie, NTSC lub PAL, a więc nie ma potrzeby przełączania elementów opóźniających w torze luminancji przy zmianie z jednego standardu na drugi. Zapobiega się przy tym niepożądanym wadom przy przełączaniu, na przykład skutkom stanów przejściowych lub zmianom stałoprądowym.

Transkoder 80 standardu PAL w NTSC, który jest stosowany w stanach pracy w standardach PAL-M i PAL-N, zawiera układ dekodera 100 standardu PAL, oznaczony linią przerywaną, oraz koder 130 standardu NTSC, które są połączone kaskadowo w celu demodulacji sygnałów PAL, M lub N, do pasma podstawowego R-Y, B-Y oraz remodulacji sygnałów pasma podstawowego do częstotliwości podnośnej chrominancji NTSC. Korzystnie dekoder 100 i koder 130 są wykonane jako typowe układy scalone. Układ dekodera 100 standardu PAL zawiera tor sygnałów luminancji 102-110, który w tym przykładzie wykonania wynalazku zapewnia wzmocnienie i stabilizację poziomu opóźnionego, złożonego sygnału wizyjnego S4.

W przypadku demodulacji sygnałów chrominancji układ scalony zawiera układ demodulacji 120 sygnałów chrominancji, który odbiera sygnały synchronizacji z opóźnionego, złożonego sygnału wizyjnego S4 przy pomocy układu detekcji 112 sygnałów synchronizacji i układu stabilizacji 114 poziomu. Sygnał chrominancji C1 filtrowany pasmowo-przepustowo, dostarczany przez filtr 70, jest wzmacniany przez wzmacniacz 116 i dostarczany do demodulatora 120 sygnałów chrominancji. Demodulator 120 zawiera generator sygnałów koloru, który pracuje przy częstotliwości pAL-M lub częstotliwości PAL-N nastawianej przez przełącznik 122, który wybiera właściwy spośród układu zegarowego 123 standardu PAL-N lub układu zegarowego 124 standardu PAL-M w celu sterowania częstotliwością generatora.

Inny przełącznik 125 wybiera układ opóźnienia 126 jednej linii w standardzie PAL-M lub układ opóźnienia 127 jednej linii w standardzie PAL-N dla jednej linii 1-H, które to opóźnienie sygnału wizyjnego jest zapewnione przez wzmacniacz 116. Opóźnione sygnały jednej linii 1-H są stosowane w demodulatorze 120 do separacji składowych U i V w celu ułatwienia kolejnego odłączenia składowej V, a przez to umożliwienia demodulacji składowych R-Y i B-Y pasma podstawowego. Przełączanie opóźnień umożliwia uzyskanie różnicy okresów linii w tych dwóch standardach wizyjnych, mianowicie okres linii PAL-N jest o około 444 mikrosekund dłuższy niż okres linii pAL-M, na przykład 63 486 mikrosekund dla standardu PAL-M w porównaniu z 63 930 mikrosekund dla standardu PAL--N.

Sterowanie przełącznikiem 122 układów zegarowych i przełącznikiem 125 opóźnienia linii może być zapewnione przez układ sterowania 12 w odpowiedzi na wybór odbieranego sygnału przez użytkownika. Sterowanie automatyczne jest zapewnione w tym przykładzie wykonania wynalazku przez układ odchylania i wyświetlania 26, który zawiera detektor częstotliwości pola, dostarczający sygnał wskazujący częstotliwość pola, oznaczony jako sygnał M/N , dla sterowania przełącznikami 122 i 125 oraz częstotliwością wybierania, czyli odchylania linii obrazu. Ten sygnał identyfikacji jest oznaczony jako sygnał M/N, ponieważ sygnały PAL typu M mają częstotliwość pola 60 Hz i 525 linii, takjak w standardzie NTSC-M, podczas gdy sygnały PAL typu N mają częstotliwość pola 50 Hz i 625 linii, co wzmiankowano poprzednio. Przez detekcję częstotliwości pola identyfikowane są standardy sygnałów M i N oraz przełączniki 122 i 115 mogą być sterowane aru<orma.^c^>^^inii w celu wyboru właściwego układu zzgarowego i opóźnienia linii.

Po przemianie wybranego sygnału PAL do pasma podstawowego, sygnał synchronizacji dostarczany przez separator 112 i sygnały różnicowe kolorów składowych R-Y i B-Y pasma podstawowego są dostarczane do układu kodera 130 standardu NTSC, który demoduluje sygnały chrominancji na nośnej chrominancji standardu NTSC. W sposób pożądany wyniki modulacji wychodzące poza pasmo sygnału chrominancji są usuwane przy pomocy filtru pasmowo-przepustowego 132 sygnałów chrominancji. Ten filtr przedstawia główne źródło opóźnienia transkodowania w transkoderze 80. Całkowite opóźnienie transkodowania sygnałów o standardzie

175 808

PAL jest wprowadzane także przez filtr pasmowo-przepustowy 70, który oddziela sygnał chrominancji C1 poddawany transkodowaniu od nie opóźnionego, złożonego sygnału wizyjnego S3. W celu zapewnienia równego opóźnienia, dla składowych luminancji i chrominancji sygnałów w standardzie PAL, opóźnienie elementu opóźniającego 60 jest wybrane jako równe całkowitemu opóźnieniu transkodowania. Co się tyczy przetwarzania NTSC, opóźnienie elementu opóźniającego 60 nie jest ważne, ponieważ w tym stanie odbioru obie składowe luminancji i chrominancji przechodzą przez niego, a więc są jednakowo opóźniane.

Wybór przetworzonych sygnałów chrominancji PAL w standardzie PAL jest zapewniony przez przełącznik 62. Identyfikacja standardów PAL-M i NTSC jest realizowana przez detekcję częstotliwości pola, 60 Hz dla NTSC i dla PAL-M w porównaniu z 50 Hz dla PAL-N. Inną miarę należy zastosować do rozróżnienia pomiędzy standardami PAL-M i NTSC, ponieważ częstotliwości wybierania są takie same. W tym przykładzie wynalazku identyfikacja standardu PAL-M względem NTSC jest zapewniona przez detektor progowy 140 histerezy, który porównuje sygnał wygaszający kolor, dostarczany na końcówkę 142 układu dekodera 100 standardu PAL, z napięciem odniesienia Vt. W wyniku tego porównania steruje się przełącznikiem 62 w celu wybrania standardu NTSC, gdy układ wygaszania koloru w dekoderze PAL wskaże brak koloru oraz w celu wybrania w innym przypadku standardu PAL. Jeżeli ten automatyczny wybór nie jest wymagany w danym zastosowaniu odbiornika, można go w innym przypadku dokonać ręcznie przez układ sterowania 12 w odpowiedzi na rozkazy użytkownika przekazane ze sterownika zdalnego 14.

Figury 2, 3 i 4 przedstawiają związki czasowe w trzech torach układowych użytych w przykładzie wykonania, z fig. 1, w celu zapewnienia kompensacji opóźnienia, aby uzyskać właściwą rejestrację czasową sygnału luminancji-chrominancji, bez poddawania składowej sygnału luminancji odbieranego sygnału przełączaniu przy zmianie stanu pracy ze standardu PAL na NTSC i odwrotnie.

Figura 2 przedstawia opóźnienie pierwszego toru układowego 202 doprowadzającego złożony sygnał wizyjny do wejścia sygnałów luminancji procesora obrazu. Ten tor jest wykorzystywany zarówno w stanie pracy w standardzie NTSC, jak i w dwóch stanach pracy w standardzie PAL. Złożony sygnał wizyjny §3, występujący na końcówce 38, jest doprowadzany przez element opóźniający 60, układy wzmacniaczy i stabilizacji 102-106 poziomu na wejście 40 procesora 10 obrazu. W procesorze 10 sygnał luminancji jest doprowadzany przez eliminator 42 sygnału chrominancji czyli filtr i element 44 opóźnienia kompensującego do procesora 16 sygnałów luminancji. W celu ilustracji opóźnienie pomiędzy końcówkami 38 i 40 jest określone jako opóźnienie czasowe Td-1 i opóźnienie pomiędzy końcówkami 40, czyli wejściem procesora obrazu, i procesora 16 sygnałów luminancji jest określone jako opóźnienie czasowe Td-2.

Figura 3 pokazuje, że tylko w przypadku standardu NTSC złożony sygnał wizyjny S3 na końcówce 38 jest także opóźniany przez linię 60 i opóźniony, złożony sygnał S4 jest dostarczany przez układy wzmacniaczy i stabilizacji 102-106 poziomu, a przełącznik 62 jest dołączany do wejścia sygnałów chrominancji procesora 10 obrazu. To opóźnienie jest określane jako opóźnienie czasowe Td-3. Filtr pasmowo-przepustowy 52 sygnałów chrominancji oddziela składową chrominancji od opóźnionego, złożonego sygnału wizyjnego S4 i przepuszcza go do procesora 18 sygnałów chrominancji. Opóźnienie czasowe filtru 52 jest określone jako opóźnienie czasowe Td-4.

Czasowa kompensacja opóźnienia w standardzie NTSC jest uzyskiwana prze regulację opóźnienia czasowego Td-2 do równego opóźnieniu czasowemu TD-4. Nie jest wymagane nic więcej. Ta regulacja jest ułatwiona przy pomocy układu sterowania 12, który może być stosowany do ustalania opóźnienia elementu 44 w procesorze 10 obrazu. W standardzie NTSC nie jest wymagana żadna dalsza kompensacja opóźnienia, ponieważ opóźnienie w pierwszym torze układowym 202 jest zasadniczo równe opóźnieniu w drugim torze układowym 303, tj. Td-1 = Td-3. Ta równość opóźnień występuje, ponieważ jedyną różnicą pomiędzy tymi torami jest obecność przełącznika 62, który nie wprowadza żadnego zasadniczego opóźnienia. Wobec tego w standardzie NTSC nie ma szczególnego znaczenia, jakie może być opóźnienie elementu opóźniającego 60.

175 808

Opóźnienie elementu opóźniającego 60 staje się ważne w stanach pracy w standardzie PAL, co przedstawiono na fig. 3. Ta figura okazuje trzeci tor układowy 404, który doprowadza sygnał chrominancji na wejście sygnałów chrominancji procesora 18 sygnałów chrominancji w standardzie PAL. Złożony sygnał wizyjny z końcówki 38 jest doprowadzany przez filtr pasmowo-przepustowy 70 sygnałów chrominancji i transkoder 80 oraz przełącznik 62 na wejście 50 procesora 10 obrazu telewizyjnego. Opóźnienie tego toru jest określonejako opóźnienie czasowe Td-5. Przez wybór opóźnienia w torze złożonego sygnału wizyjnego, pierwszego toru 202, to znaczy opóźnienia czasowego Td-1 jako równego opóźnieniu czasowemu Td-5, składowe luminancji i chrominancji będą obie jednakowo opóźnione aż do dojścia do poszczególnych wejść procesora 10 obrazu telewizyjnego w standardzie PAL. Po ustaleniu tego opóźnienia, opóźnienia czasowe składowych luminancji i chrominancji będą takie same dla każdego standardu wejściowego sygnału wizyjnego, bez potrzeby przełączania składowej luminancji przy zmianie standardu NTSC na pAl i odwrotnie.

Figura 5 przedstawia dwie modyfikacje odbiornika za fig. 1, które zapewniają poprawę odpowiedzi przejściowej i izolację sygnałów luminancji/chrominancji. Szczególnie w przypadku określonego procesora obrazu, który został zastosowany, stosunkowo znaczne stany przejściowe sygnału luminancji mają tendencję do przesterowania filtru pasmowo-przepustowego 52 sygnałów chrominancji w procesorze 10. Również w przypadku tego procesora obrazu byłaby pożądana dodatkowa izolacja sygnałów luminancji/chrominancji, w uzupełnieniu do zapewnianej przez filtry 42 i 52 umieszczone w układzie scalonym. W przypadku odbioru wielostandardowego trudność sprawia zapewnienie poprawnej izolacji i odpowiedzi przejściowej, bez wprowadzania kompromisu do charakterystyk opóźnienia torów przetwarzania sygnałów luminancji i chrominancji. Można na przykład rozwiązać problem związany ze stanami przejściowymi sygnałów chrominancji głównie przez filtrowanie pasmowo-przepustowe sygnału chrominancji, bez wprowadzania zasadniczego, nie kompensowanego opóźnienia w torze sygnałów chrominancji.

Rozwiązaniem powyższych problemów, zgodnie z przykładem wykonania, z fig. 5, jest wprowadzenie filtru górnoprzepustowego 500 do toru sygnałów chrominancji w miejscu pomiędzy wyjściem przełącznika 62 i wejściem 50 sygnałów chrominancji procesora 10 oraz wprowadzenie filtru 510 eliminującego sygnały chrominancji na wejściu 40 sygnałów luminancji procesora 10. Filtr zawiera szeregowy kondensator 504 włączony pomiędzy przełącznik 62 i wejście 50 oraz bocznikujący rezystor 502 włączony pomiędzy wejście 50 i masę. Przyczyną użycia filtru górnoprzepustowego dla sygnału chrominancji, zamiast filtru pasmowo-przepustowego, jest to, że filtr górnoprzepustowy wykazuje zasadniczo pomijalne opóźnienie. Każde, nawet małe wprowadzane opóźnienie jest równoważone przez umieszczenie dodatkowego filtru 510 eliminującego sygnały chrominancji w torze sygnałów luminancji.

Stopień eliminacji opóźnienia wprowadzanego przez filtr 510, jest stosunkowo mały, jeżeli sygnał luminancji jest poddawany filtrowaniu w procesorze obrazu. Przykładowo w jednym przykładzie wykonania odbiornika izolacja sygnałów luminancji i chrominancji użytego procesora obrazu była rzędu około 20 dB. Stosunkowo mała eliminacja 5 dB dawała czystą izolację 25 dB i okazała się właściwą do wyeliminowania jakichkolwiek widocznych wad spowodowanych przenikami sygnałów luminancji i chrominancji. Nadmierne tłumienie sygnałów chrominancji w torze sygnałów luminancji może wprowadzić nadmierne opóźnienie względem sygnału chrominancji, powodujące czasowo błędną rejestrację. Wobec tego potrzebna jest umiarkowana eliminacja, w uzupełnieniu do zapewnionej przez eliminator 42, w celu zmniejszenia do minimum widoczności przeników, bez wprowadzania znacznego opóźnienia.

Figury 6, 7 i 8 przedstawiają skutek opóźnień czasowych w trzech głównych torach układowych 202, 303 i 404 omówionych powyżej. Tak jak poprzednio, opóźnienie czasowej Td-2 jest ustalane jako zasadniczo równe opóźnieniu czasowemu Td-4 przez regulację opóźnienia 44 w procesorze 10 obrazu. Opóźnienia filtru 510 w pierwszym torze układowym i filtru górnoprzepustowego 500 w drugim i trzecim torze układowym są pomijalne z przyczyn poprzednio omówionych, to znaczy eliminacja jest mała i filtr 500 jest filtrem górnoprzepustowym typu RC, w przeciwieństwie do pasmowo-przepustowego. Zgodnie z tym, we wszystkich zastosowaniach praktycznych opóźnienia czasowe Td-1, Td-3 i Td-5 są równe, zapewniając,

175 101 że składowe luminancji i chrominancji są równo opóźniane aż do dojścia do wejść 40 i 50 procesora 10 obrazu. Ponadto wprowadzenie filtru 510 tłumiącego przeniki w torze sygnałów luminancji i filtru 500 tłumiącego przeniki w torze sygnałów luminancji i filtru 500 tłumiącego stany przejściowe sygnałów luminancji w torze sygnałów chrominancji nie zakłóca wymaganej struktury całego rozwiązania zapobiegającego przełączaniu sygnału luminancji przy zmianie jednego stanu pracy na inny.

Figura 9 przedstawia modyfikację odbiornika z fig. 5, bardziej ekonomiczną i poprawiającą niezawodność transkodowania sygnałów kolorów. W szczególności na fig. 9 linia opóźniająca 127 standardu PAL-N, występująca poprzednio w transkoderze 80, została usunięta i zastąpiona przez grupowy korektor 900 opóźnienia mający opóźnienie 444 nanosekund. Wejście korektora jest przystosowane do odbioru sygnału o standardzie PAL-N, a wyjście korektor jest przystosowane do dostarczania uzyskanego sygnału o standardzie PAL-M do przełącznika 125 linii opóźnienia 1 -Hi. Okres trwania linii w standardzie PAL-M jest bardzo bliski okresowi jednej lin i i w standardzie PAL-N. W przykładach rozwiązania wynalazku transkodowany jest tylko sygnał chrominancji. Jest więc możliwe w odbiorniku zastąpienie linii opóźnienia LH standardu PAL-M przez grupowy korektor opóźnienia strojony do częstotliwości podnośnej i regulowany na czyste opóźnienie równe różnicy w standardach PAL-M i N, na przykład 444 nanosekundy.

Korektor 900 zawiera wzmacniacz 902 mający wejście odbierające sygnał chrominancji C2 oraz wyjście odwracające, oznaczone przez o i wyjście nieodwracające. Wzmacniacz 902 może zawierać przykładowo tranzystor bipolarny lub polowy. W przypadku tranzystorów bipolarnych wejście stanowi baza, wyjcie odwracające jest odprowadzone od rezystora obciążenia kolektora i wyjście nieodwracające jest odprowadzone od rezystora emitera. Odpowiednimi elektrodami, w przypadku zastosowania tranzystora polowego, są bramka, dren i źródło. Wyjście nieodwracające wzmacniacza 902 jest dołączone przez rezystor R do wejścia przełącznika 125. Ten rezystor określa wielkość korekcji opóźnienia wprowadzanej do sygnału chrominancji C2. Wyjście odwracające wzmacniacza 902jest dołączone do wejścia przełącznika 125 przy pomocy szeregowego połączenia cewki L i kondensatora C. Te elementy określają częstotliwość, przy której opóźnienie grupowejest maksymalne i zapewniają strojenie do wymaganej częstotliwości, gdzie jest wymagane opóźnienie szczytowe. W tym zastosowaniu zapewniają one strojenie do częstotliwości podnośnej chrominancji w standardzie PAL, ponieważ tylko składowa chrominancji sygnałów w standardzie PAL jest przetwarzana w transkoderze. Zgodnie z tym w rozwiązaniu można zrezygnować z użycia wielokrotnych linii opóźniających przez wprowadzenie opóźnień przyrostowych przez grupowy korektor opóźnienia.

175 808

000060000000000·000·00000*00««00·00 90000

175 808

FIG. 9

175 808

38	' 6 70-
<U ⁶®^_ir	«Ο β O o o o o

14^ ; IR 280 4 0 ΟΟβ

0—

¹³⁰ —		T
	Λ
	132

I ELIMINACJA KOLORU

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz. Cena 4,00 zł

Claims

Zastrzeżenia patentowe

1. Odbiornik telewizyjny wielostandardowy z kompensacją opóźnienia sygnałów luminancji i chrominancji, zawierający procesor obrazu mający wejścia do odbioru wejściowych sygnałów luminancji i chrominancji o pierwszym standardzie przesyłania oraz wyjście do dostarczania przetworzonego sygnału wyświetlanego, źródło sygnałów do dostarczania odbieranego, złożonego sygnału wizyjnego o pierwszym standardzie przesyłania lub drugim standardzie przesyłania, transkoder do przetwarzania składowej chrominancji odbieranego, złożonego sygnału wizyjnego o drugim standardzie przesyłania w pierwszy standard przesyłania, znamienny tym, że zawiera element opóźniający (60) do opóźniania złożonego sygnału wizyjnego dostarczanego na wejście sygnałów luminancji procesora (10) obrazu dla odbieranych sygnałów o pierwszym i drugim standardzie przesyłania, przy czym element opóźniający (60) zapewnia opóźnienie zasadniczo równe opóźnieniu transkodera (80), oraz przełącznik (62) do dostarczania złożonego sygnału wizyjnego na wejście sygnałów chrominancji procesora (10) obrazu przez element opóźniający (60) dla odbieranych sygnałów o pierwszym standardzie przesyłania i do dostarczania złożonego sygnału wizyjnego na wejście sygnałów chrominancji procesora (10) obrazu przez transkoder (80) dla odbieranych sygnałów o drugim standardzie przesyłania.
2. Odbiornik według zastrz. 1, znamienny tym, że zawiera pierwszy filtr (500) włączony pomiędzy wyjście przełącznika (62) i wejście (50) sygnałów chrominancji procesora (10) obrazu dla tłumienia składowych luminancji złożonego sygnału wizyjnego dostarczanego na wejście sygnałów chrominancji procesora (10) obrazu dla odbieranych sygnałów o pierwszym standardzie przesyłania oraz zawiera drugi filtr (510) włączony pomiędzy wyjście elementu opóźniającego (60) i wejście (40) sygnałów luminancji procesora (10) obrazu dla tłumienia składowych chrominancji złożonego sygnału wizyjnego dostarczanego na wejście sygnałów luminancji procesora (10) obrazu.
3. Odbiornik według zastrz. 1, znamienny tym, że zawiera tor układowy (102,104,106) włączony pomiędzy element opóźniający (60) i wejście (40) sygnałów luminancji procesora (10) obrazu dla wzmacniania i stabilizacji poziomu opóźnianego, złożonego sygnału wizyjnego.
4. Odbiornik według zastrz. 1, znamienny tym, że drugi standard przesyłania stanowi standard PAL obejmujący sygnały o standardzie PAL-M i sygnały o standardzie PAL-N oraz transkoder (80) zawiera demodulator (100) przystosowany do pracy w obu standardach PAL.
5. Odbiornik według zastrz. 4, znamienny tym, że transkoder (80) zawiera obwód opóźniający (126, 900, 125) dostarczający sygnały wejściowe PAL-M i PAL-N opóźnione o jedną linię do demodulatora (100) oraz obwód opóźniający (126, 900, 125) zawiera element opóźniający (126) linię PAL-M, którego wyjście jest dołączone do grupowego korektora (900) opóźnienia i przełącznik (125) do wyboru wyjścia obwodu opóźniającego dla demodulacji sygnałów o standardzie PAL-M dla wyboru wyjścia grupowego korektora (900) opóźnienia dla demodulacji sygnałów o standardzie PAL-N.