專利名稱：接收裝置和接收方法以及數字鎖相環電路的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種適合于直接地接收數字直接衛星廣播的接收裝置，一種接收方法，以及個一個數字PLL電路。
已經實現了一種直接數字衛星廣播。在直接數字衛星廣播里，一個視頻信號被用對應MPEG(移動圖像專家組)系統的高效編碼技術壓縮并且一個數字視頻信號和一個數字音頻信號通過一個衛星來進行廣播已經實現了。圖15所示為這樣一個直接數字衛星廣播的一個接收系統的例子。
在圖15里，標號101是一個執行數字衛星廣播的衛星。標號102是接收來自衛星101的廣播信號的一個拋物面天線。標號103是從接收到的廣播信號里檢波出一個視頻信號的IRD(集成接收機/譯碼器)。標號104是一個顯示接收圖像的監視器。
一個對應MPEG(移動圖像專家組)的數字視頻信號流和一個數字音頻信號被放在一個12MHz帶寬載波上通過衛星101發射。由衛星101發送的信號被拋物面天線102接收。拋物面天線102配備有一個LNB(低噪聲塊下變頻器)105。拋物面天線102接收的信號被LNB 105下變頻為一個預定頻率的一個信號。
LNB 105的一個輸出信號被提供給IRD 103。IRD 103包括一個選擇預定信道的調諧器電路，一個檢波比特流的檢波電路，一個將比特流分離為視頻數據和音頻數據的信號分離器，一個解碼一個MPEG視頻信號的MPEG視頻信號譯碼器，一個用譯碼后的視頻信號生成一個NTSC復合視頻信號的模擬視頻編碼電路，以及一個譯碼MPEG音頻信號的MPEG音頻信號譯碼器。衛星101送來的信號被IRD 103檢波。IRD 103的輸出信號被提供給監視器104。
如上所述，在直接數字衛星廣播里，使用了MPEG系統。運用高效編碼技術壓縮一個視頻信號。被壓縮的視頻信號與一個數字音頻信號一起發送。在MPEG系統里，數字視頻信號與數字音頻信號作為一個數據包流發送。一個時間標志被放置在每一個視頻信號和音頻信號的譯碼/再現單元里。譯碼/再現單元稱為存取單元。時間標志由一個PTS(顯示時間標志)和一個DTS(譯碼時間標志)組成。PTS是再現輸出數據的時間管理信息。DTS是譯碼數據的時間管理信息。時間標志和一個基準時間STC(系統時鐘)相比較。當時間標志與基準時間一致時，相應的存取單元被再現。
為了指定一個時間基準，發送了一個SCR(系統時鐘基準)和一個PCR(節目時鐘基準)。為了將STC的值校正為時間基準，使用了SCR和PCR的值。系統時鐘同與STC相聯系的一個PLL一起振蕩。
換言之，PLL包括以一個27MHz的頻率振動一個系統時鐘的VCO，一個給VCO的輸出信號計數的STC計數器，一個將SCR或PCR的值與STC計數器的值相比較的相位比較電路，以及一個被提供相位比較電路的輸出數據的環路濾波器。STC計數器用接收的SCR和PCR設置。用通過環路濾波器的相位比較電路的輸出數據，控制VCO。
在比較SCR或PCR的值與STC的值的PLL里，在控制開始階段，環路將快速的打開和關閉，以致于STC的值與SCR或PCR的值一致。在信號接收階段，信號將被穩定的控制。如果STC的值和SCR或PCR的值之間的相位差超過一個預定范圍從而環路在任何區域被開啟，STC的值和SCR或PCR的值間的相位差將在一個預定的范圍迅速被打開(PULLED)。
然而，滿足所有這些條件是很困難的。換言之，在PLL的增益很高的情況下，由于環路能迅速的被打開(PULLED)，在控制開始時期是有利的，然而，當環路的增益很高時，在正常的接收狀態，PLL不會穩定地工作。
因此，本發明的一個目的是提供一種數字PLL電路，一個接收設備，以及一種在控制開始階段允許在一個預定相位差范圍內迅速打開一個環路的接收方法，該環路在正常接收階段能穩定的控制，且當一個系統時鐘以一個接收到的比特流的時間基準值振蕩時，該環路在接近開啟階段被迅速恢復到預定的相位差范圍。
本發明是一種接收設備，具有一個數字PLL電路，用于產生一個對應與數據一起發送過來的時間基準信息的一個系統時鐘，以及一個數據處理裝置用于根據系統時鐘處理數據，PLL電路包括一個時間基準信息檢測裝置，用于檢測數據的時間基準信息并輸出時間基準信息，一個可變頻率發生裝置，用于產生一個預定頻率的時鐘，一個時鐘計數輸出裝置，用于計算時鐘并輸出計數結果，一個相位比較裝置，用于比較時間基準信息與在檢測時間基準信息的時刻的計數結果，以及一個反饋環路，用于通過一個濾波裝置將相位差作為一個控制信號反饋到可變頻率發生裝置，這里，對應相位差，濾波器裝置的一個設定狀態發生改變。
PLL電路至少有一個用于一個控制開始狀態的第一環路增益以及一個用于控制開始狀態之外的狀態的第二環路增益，第一環路的增益比第二環路的增益要大些。
濾波器裝置有一個檢測裝置用于檢測相位差是否在一個預定相位差范圍內。相位差在預定相位差內情形下的第一環路增益比相位差不在預定相位差內情形下的第二環路增益要小些。
檢測裝置還確定在第一時刻檢測到的一個第一相位差和在剛好在第一時刻之前的第二時刻檢測到的一個第二相位差之間的差值是否在一個預定差值之內。當差值在預定差值之內以及當相位差在預定相位差之內時，一個濾波器裝置的環路增益被設定為第一環路增益。
PLL電路用一個對應于第一時刻和第二時刻之間的時間間隔的值，去除兩倍于在第一時刻檢測到的第一相位差與在剛好在第一時刻之前的第二時刻檢測到的第二相位差之間的差值，將除法后的結果乘以一個預定系數K，將乘法后的結果和一個在第二時刻檢測的控制值相加，并將相加后的結果作為第一時刻的控制值。
PLL電路改變系數K從而改變設定狀態。
本發明的這些以及其它的目的和優點將通過下列最佳實施例的詳細描述而更加顯而易見，如
所示。
圖1所示是按照本發明的一個AV系統結構的一個實例的透視圖；圖2是圖1所示的AV系統的電連接的簡圖；圖3是圖1中所示的一個IRD面板的結構實例的正視圖；圖4所示為按照本發明的一個衛星廣播接收裝置實例的框圖；圖5是圖1中所示一個遙控器面板的結構實例平面圖。
圖6是圖5中所示遙控器的內部結構實例的一個簡圖；圖7A到7F是用于解釋一個頻道數據段和節目數據段的簡圖；圖8所示為發射方的一個編碼器的處理過程和接收其輸出的IRD的一個處理過程的簡圖；圖9所示為用于解釋圖4中的一個DRAM的記錄區域的內容的簡圖10所示為用于解釋圖4中所示的一個EPG區域中所存儲的EPG數據內容的簡圖；圖11所示為用于解釋一個信號分離器的操作的簡圖；圖12所示為按照本發明的衛星廣播接收裝置的一個數字PLL的結構的功能框圖；圖13所示為按照本發明的衛星廣播接收裝置的數字PLL的一個數字濾波器的結構的功能框圖；圖14所示為用于解釋按照本發明的衛星廣播接收裝置的數字PLL的數字濾波器的一個流程圖；圖15是一個用于解釋一個廣播接收系統的簡圖；圖1所示為一個按照本發明的一個AV(音頻視頻)系統的結構實例簡圖。在此實施例中，AV系統包括一個IRD(集成接收器/編碼器)2和一個監視單元4。IRD 2檢波一個通過拋物面天線3從衛星(一個廣播衛星或一個通訊衛星)接收的一個信號。監視單元4和IRD 2通過AV線11和控制線12相互連接。
AV系統的用戶可以用遙控器5向IRD 2輸入一個作為IR(紅外線的)信號的命令。換言之，當用戶操縱遙控器5上的一個按鈕開關100的預定按鈕時(見圖5)，一個IR發射部分51發射一個相關的紅外線信號，紅外線信號由IRD 2的一個IR接收部分24接收(見圖4)。
圖2所示為圖1中的AV系統1的電接線圖。拋物面天線具有一個LNB(低噪聲塊下變頻器)3a，以此將從衛星接收到的信號轉換成為一個具有預定頻率的信號并向IRD 2提供所得信號。IRD 2通過AV線11向監視單元4提供輸出信號。AV線11由例如一個復合視頻信號線，一個音頻L信號線，以及一個音頻R信號線三條線組成。
IRD 2還包括一個AV單元控制信號發送/接收部分2A。監視單元4還包括一個AV單元控制信號發送/接收部分4A。AV單元控制信號發送/接收部分2A和4A通過由一個有線SIRCS(有SONY商標的SONY紅外線遙控系統)組成的控制線12相互連接。
圖3所示為IRD 2的面板的結構實例。在IRD 2的左邊，配置了一個電源按鈕111，電源按鈕開關111用于接通和關斷電源。當電源接通時，一個LED 112變亮。在LED 112的右邊，配置了LED 113和114。當選擇了一個DSS模式時，LED 113變亮。在DSS模式，從衛星接收的一個信號被輸出。當選擇一個電視(TV)模式時，LED 113熄滅。當一個預定消息從衛星發射到IRD 2時，LED 114變亮。當用戶認可監視單元4上的消息時，LED 114熄滅。
當一個TV/DSS按鈕開關115被接通時，DSS模式被設置。當TV/DSS按鈕開關115關斷時，TV模式被設置。當一個菜單被顯示在監視單元4上時，菜單按鈕開關121被操作。
在一個選擇按鈕開關116的上部，下部，左部，右部，分別配置了一個上部按鈕開關117，一個下部按鈕開關118，一個左部按鈕開關119，以及一個右部按鈕開關120。上部按鈕開關117，下部按鈕開關118，左部按鈕開關119，以及右部按鈕開關120用于分別向上，向下，向左，向右移動光標。選擇按鈕開關116用于確認所選的菜單項。
圖4所示為按照本發明的一個衛星廣播IRD 2的結構實例。在圖4中，一個數字衛星廣播通過拋物面天線3被接收。拋物面天線3的接收信號被提供給設置在拋物面天線3上的一個LNB 3a。LNB 3a將接收到的信號下變頻為一個預定頻率的信號。
LNB 3a的輸出信號被提供給一個調諧電路6。調諧電路6從對應于從一個控制器7接收到的頻道選擇信號的接收信號選擇一個預定頻道信號。
調諧電路6的一個輸出信號被提供給一個QPSK檢波電路8。QPSK檢波電路8檢波對應于QPSK方法的接收信號。這樣，接收信號的比特流被檢波。QPSK檢波電路8的一個輸出信號被提供給一個糾錯電路9。糾錯電路9檢測并校正比特流的錯誤。
糾錯電路9的輸出信號被提供給一個信號分離器10，信號分離器10從糾錯電路9接收一個比特流信號，暫時將比特流信號存儲在一個數據緩沖存儲器(SRAM)11中，將接收到的信號以一個數據包序列成幀，確定每一數據包是否是想要的數據，并且將所得到的數據分離為視頻數據和音頻數據。視頻數據被提供給一個MPEG視頻編碼器12。音頻數據被提供給一個MPEG音頻編碼器13。
當接收到的數據已被加密，數據就被送到一個解密器14。解密加密數據所必需的一個解密鍵和一個解密程序被存儲在一個IC卡15中。當IC卡15被提供給接收裝置時，解密器14用存儲在IC卡15中的解密鍵將加密數據解密。信號分離器10將解密后的數據分離為視頻數據和音頻數據。視頻數據被提供給MPEG視頻譯碼器12。音頻數據被提供給音頻譯碼器13。
MPEG視頻譯碼器12，暫時將接收到的數字視頻信號存儲在一個DRAM21中，譯碼對應于MPEG系統已經壓縮的一個視頻信號。MPEG系統是一個高效編碼系統，其圖像數據的壓縮運用了復合DCT和運動補償技術。MPEG視頻譯碼器12譯碼一個分量視頻信號。MPEG視頻譯碼器12的一個輸出信號被提供給一個模擬視頻譯碼器17。模擬視頻譯碼器17產生一個亮度信號(Y)，一個色度信號(C)，以及一個對應于例如NTSC系統的復合視頻信號(V)。輸出端18A到18C輸出視頻信號。
對于MPEG視頻譯碼器12，一個MPEG 2譯碼LSI(STi 3500)(SGS-Thomson微電子公司)可被運用。Martin Bolton在Nikkei電子工程，NikkeiPB公司，No.603，1994年3月14日，101-110頁中描述了STi 3500的詳細資料。
另外，關于MPEG 2傳輸流，參見“最新MPEG文本”，ASCII Corp.，1994年8月1日，231-253頁。
MPEG音頻譯碼器13譯碼一個對應于MPEG系統的音頻信號。MPEG音頻譯碼器13暫時將接收到的數字音頻信號存儲在一個DRAM中并譯碼一個數字音頻信號。MPEG音頻譯碼器13的輸出信號被提供給一個D/A轉換器25。D/A轉換器25將一個數字音頻信號轉換為一個模擬音頻信號。一個輸出端26提供D/A轉換器25的輸出信號。
在此實施例中，視頻信號和音頻信號通過AV線11被提供給監視單元4。
控制器7執行對應于存儲在一個ROM 19中的一個程序的各種處理。例如，控制器7控制調諧器6，QPSK檢波電路8，以及糾錯電路9。另外，控制器7控制AV單元控制信號發送/接收部分2A以致于通過控制線12輸出一個預定的控制信號到另一個AV單元(在此實施例中，是監視單元4)并從另一個AV單元接收一個控制信號。
用戶能夠利用面板40上的操作按鈕開關(見圖3)直接輸入一個所需命令給控制器7。當用戶操縱遙控器5時，IR發射部分51發射一個紅外線信號。紅外線信號由IR接收部分24接收。最后的信號被提供給控制器7。這樣，利用遙控器5，用戶能夠直接向控制器7輸出一個所需命令。
另外，控制器7控制MPEG視頻譯碼器12生成預定的OSD(屏幕顯示)數據。在控制器7的控制之下，MPEG視頻譯碼器12生成預定的OSD數據，將OSD數據寫入DRAM 21的一個OSD區21a(見圖11)。這樣，預定文本字符，一個數字(例如一個菜單和一種EPG普通節目指南)，等等能夠被輸出并顯示在監視單元4上。
圖5所示為遙控器5的按鈕開關100的結構實例。箭頭按鈕開關201到204被用于分別向上、下、左、右四個方向移動光標。一個按鈕開關200被豎直壓向遙控器5的上表面并且用于確認一個所選的菜單項。操作菜單按鈕開關134在監視單元4上顯示一個菜單屏幕。一個退出按鈕135用于顯示一個正常屏幕。
一個頻道增/減按鈕133用于增加或減小廣播頻道號。一個音量按鈕開關132用于調高或調低音量。
一個數字按鈕(10鍵)開關138包括“0”到“9”鍵用于輸入一個數字。一個輸入按鈕開關137用于確認已用數字按鈕開關138輸入的一個數字。當一個頻道改變后，由一個新頻道號，一個呼號，一個標識，以及一個郵標組成的一個標題被顯示3秒鐘。除了這樣一個簡單的標題之外，還提供了一個詳細的標題。詳細的標題包括如，一個節目名，一個廣播開始時間，以及一個當前時間。一個顯示按鈕1 36被用于選擇標題類型。
一個TV/視頻選擇按鈕開關139選擇用作監視單元4的一個輸入，TV接收機的一個調諧器的輸入或一個視頻輸入端(如，一個VCR)的一個輸入。一個TV/DSS選擇按鈕140用于選擇一個TV模式或一個DSS模式。當用戶使用數字按鈕開關138轉換一個頻道時，以前的頻道被存儲。一個跳轉按鈕141用于恢復以前的頻道。
一個指南按鈕開關143用于直接在監視單元4上顯示一個總指南(EPG)，而不通過菜單。
一個有線按鈕開關145，一個TV按鈕開關146，以及一個DSS按鈕開關147用于選擇一個功能(即，選擇一個從遙控器5發射出的紅外線信號的代碼的一個單元類別)。有線按鈕開關145用于在監視單元4上顯示一個由電纜分線盒(未示出)通過一個電纜接收到的信號。這樣，分配到電纜分線盒的一個單元類別代碼被作為一個紅外信號發射。同樣，TV按鈕開關146被用于顯示一個由顯示裝置4的調諧器接收到的一個信號。DSS按鈕開關147用于在顯示裝置4上顯示一個通過衛星由IRD 2接收到的一個信號。
當這些控制開關145，146，和147被接通時，設置在那里的各LED變亮。這樣通過變亮的相關LED，用戶知道已向哪一個類別單元發射代碼。
當一個有線電源按鈕開關151，一個TV電源按鈕開關152，和一個DSS電源按鈕開關153被接通，則有電纜分線盒，顯示裝置4，和IRD 2被分別接通或關斷。
圖6所示為遙控器5內部結構的形式。一個包括微計算機7的CPU 72總是在掃描一個按鈕開關矩陣82并且檢測遙控器5的按鈕開關100是否已經被操作。CPU 72執行對應于存儲在一個ROM 73中的程序的各種處理并且將所需數據存儲在一個RAM 74中。
當CPU 72輸出一個紅外信號時，CPU 72通過一個LED驅動器75驅動一個LED 76。
關于直接廣播衛星系統的詳細資料，參見“支持US信息高速公路的技術”，由L.W.Butterworth，J.P Godwin，以及D.Radbel所著，Nikkei電子工程，Nikkei BP公司，1994年10月24日，第180-189頁。
圖7A到7F所示為一個處理過程，用于生成由直接廣播衛星系統的一個編碼器編碼的傳輸數據。EPG數據由指南數據，頻道數據以及節目數據組成。指南數據是整個節目指南數據。頻道數據是有關頻道的數據。節目數據是有關節目的數據。EPG數據參見以后的圖10中描述。
EPG數據的頻道數據和節目數據被分段用于每一頻道。在圖7A到7F所示的實施例中，頻道1和2的節目數據和頻道數據作為段1的數據，頻道3和4的頻道數據和節目數據作為段2的數據，頻道5和6的頻道數據和節目數據作為段3的數據。
如圖7E所示，頻道數據和包數據被劃分為具有預定長度的數據包。一個首標被加到每個數據包且結果數據作為一個數據包發送。
在發送方的一個編碼器中，除頻道數據和節目數據之外，指南數據，視頻數據，和音頻數據作為包數據被發送到一個12.2-12.7 Ghz BSS頻帶的高輸出衛星轉發器。在這種情況下，一個多元頻道(可達到9個)數據包被合成為分配到每一轉發器的一個預定頻率的信號。每個轉發器用一個載波傳送一組多元頻道信號。這樣，當有23個轉發器時，最多207(＝9×23)個頻道數據能夠被發送。
在IRD 2中，調諧器6，QPSK檢波電路8，以及糾錯電路9以對應于一個預定轉發器的一個頻率接收一個載波和解調該載波。這樣，可以獲得多達9個頻道的數據包。信號分離器10將從檢波后的輸出信號獲得的每一數據包暫時存儲在一個數據緩沖存儲器22中然后讀出它。信號分離器10還將EPG數據首標(指南數據，頻道數據，以及節目數據)以外的數據存儲到EPG區22a。視頻數據包被提供給DRAM 21并存儲在那里。MPEG視頻數據25譯碼視頻數據包。音頻數據包被提供給DRAM 16然后存儲在那里。MPEG音頻譯碼器13譯碼音頻數據包。
關于編碼器的處理的詳細描述如圖8所示，參見“支持US信息高速公路的技術”，Nikkei電子工程，pp 180-189。每一個轉發器為數據包安排時間表以致于每一個轉發器的傳輸速率是恒定的。分配給每一轉發器的一個載波的傳輸速率是40M位/秒。
例如，在一種移動圖像諸如一個場景快速變化的體育節目中，MPEG視頻數據使用許多數據包。這樣，當這樣的節目數變大時，能夠用一個轉發器發送的節目數減少。
另一方面，具有少量幀的MPEG視頻數據諸如一個播音員圖像能夠用少量的數據包發送。這樣，當這樣的節目數變大時，能夠用一個轉發器發送的節目數增加。
圖9所示為DRAM 21的內容。現在，假設監視單元4的一個屏幕是由720×480像素組成。另外，假設每一像素的亮度用8位表示。再假設每第二像素的色差用8比特表示。在這種情況下，構成一屏的所需位數為4147200(＝720×480×1.5×8)位。假設一個字由64位組成，單詞總數變為64800個字，等于用十六進制計數法的0xFD20個字。
然而，DRAM21的這一值如此之大以致于MPEG視頻譯碼器不能夠管理它。這樣，當十六進制值向LSB側移動5位時，其值變為0x7EQ。另外，由于寄存器中設置的值應為4的倍數，當一個值大于0x7EQ并且是4的倍數時，該值變為0x7E。
這樣，在此實施例中，提供緩沖存儲器0到2存儲I圖像數據，P圖像數據，和B圖像數據。緩沖存儲器0到2的每一個的存儲容量是64896個字。另外，對于OSD數據，提供了一個18176個字的區域。對于一個用于暫時存儲輸入數據的一個比特緩沖存儲器區域，提供了一個49280個單詞的區域。
圖10所示為存儲在數據緩沖存儲器22的EPG區22a中的EPG數據(節目指南數據)內容。參見圖7和8中所描述的，控制器7在如圖10所示的EPG區22a中存儲由發射方編碼器編碼后的并以數據包發送的EPG數據。
如圖10所示，節目指南數據(EPG數據)按照指南數據，頻道數據，以及節目數據的順序被成功地存儲。
指南數據包含的“日期”代表當前日期，“時間”代表當前時間，“段數”代表段的總數，“轉發器列表”代表一個段數和相應的轉發器數列表，以及“頻道列表”代表段數和頻道數列表。
在指南數據之后的頻道數據的設置是按照段1，段2，段3等等的順序。每一段包含一個預定頻道數的數據。在此實施例中，段1包含頻道1和2的數據。段2包含頻道3和4的數據。
每一頻道的數據包含“頻道號”，代表頻道號，“頻道名稱”代表廣播站的呼號，“標識ID”表示廣播站的標識，“數據ID”表示MPEG視頻數據和MPEG音頻數據，“節目數”代表頻道(如頻道1)的節目數，以及“第一節目的偏移”代表從特殊頻道的第一個節目的存儲位置(地址)的偏移(例如，在頻道2的情況下，從節目段的起始處(如圖10所示，節目1-1的開始位置)到第一節目數據節目2-1所存儲的地址的偏移值)。
節目數據包含，“節目標題”代表節目名，“開始時間”代表節目的廣播開始時間，“時間長度”代表節目的廣播時間周期，“類別”代表節目的類型，“子類別”代表類型(類別)的子類型，“額定值(Rating)”代表節目的期限，以及“節目描述”保存節目的詳細內容(包括一個編碼付費節目的數據譯碼情況)。為每個段設置這樣的節目數據。在此實施例中，段1的節目數據是由頻道1的8個數據段即節目1-1至節目1-8組成以及頻道2的7個數據段即節目2-1到節目2-7組成。
圖11是一個表示用于在監視單元4上顯示一個總指南屏幕的數據處理的框圖。
一個控制器7在信號分離器10的一個寄存器10a中指定了一個從糾錯電路9接收到的數據目標。從糾錯電路9接收到的數據被暫時保存在一個數據緩沖存儲器22中，然后由信號分離器10讀出。結果數據被發送到已在寄存器10a中指定的目的地。
例如，帶有與存儲在信號分離器10的寄存器10a中的“‘MPEG視頻’的數據ID”相符的首標的數據包被發送到一個MPEG視頻譯碼器12。帶有與“‘MPEG音頻’的數據ID”相符的首標的數據包被發送到一個MPEG音頻譯碼器13。
同樣，帶有與存儲在寄存器10a中的“‘指南’的數據ID”相符的首標的數據包被發送到一個通過存儲在寄存器10中的“‘指南’的地址”設定的一個數據緩沖存儲器22的一個EPG區22a，然后寫入EPG區22a。以這樣的方式，EPG數據被存儲在如圖10所示的EPG區22a中。
在EPG數據已經被發送后，由于數據包的首標不需要了，因此它們被去掉。
當EPG數據被存儲在具有例如存儲容量為120k字節的EPG區22a中且因此EPG區22a變滿時，信號分離器10向控制器7輸出一個飽和狀態信號。當控制器7從信號分離器10接收該控制信號時，控制器7停止接收EPG數據。當EPG數據被顯示時，控制器7執行一個解釋處理諸如解壓縮，排序，以及譯碼EPG數據。
以這樣一種方式，例如200頻道的EPG數據在EPG區22a當前時間之后存儲4.5小時。EPG數據(指南數據，頻道數據，以及節目數據)能夠從任何轉發器接收。換言之，從任何轉發器發送的是相同的EPG數據。
控制器7建立一個排序表230用于從存儲在EPG區22a中的EPG數據檢索一個特定頻道的數據并將排序表230保存在一個SRAM 11中。排序表230對應于一個總EPG表230，用于在當前時間之后用4.5小時的時間檢索所有頻道(如，200個頻道)的節目。控制器7以一個特定的顯示范圍250和一個特定的時間范圍從EPG總表中讀出數據，并且以位圖數據的形式將數據寫入DRAM 21的OSD區21a。MPEG視頻譯碼器12從OSD區21a讀出位映像數據并將位映像數據輸出到一個監視單元4中。這樣，一個指南EPG諸如一個總指南能夠被顯示在監視單元4上。
當字符或類似數據以OSD數據顯示時，由于存儲在EPG區22a中的字符數據已經被壓縮，因此用一個字典解壓縮。這樣，一個ROM 19保存壓縮后的代碼轉換字典。壓縮后的代碼轉換字典是單音節字典和三詞字典。
一個單詞由2個字節的數據代表。第一字節用0，1，和2代表三詞字典的類型。第二字節用0到255代表單詞。發送方的一個編碼器用這樣一個雙字節代碼發送一個單詞。ROM 19與編碼器具有同樣的字典。利用字典，雙字節代碼被恢復為原始單詞。
當除預先準備好的單詞之外的一個字符被發送時，252音字節類型的特定音節被組合在一起。一個音節用一個單字節代碼表示。
另外，ROM 19存儲了一個代表字符代碼和字形位映像數據存儲位置之間關系的關系表(一個地址轉換表)。參見轉換表，對應于一個特定字符代碼的位映像數據被讀出并寫入OSD區21a。當然，ROM 19在特定的地址保存它自己的位映像數據。
還有，ROM 19保存標識數據用于顯示一個記錄，一個標識ID，以及一個用于調用對應于標識ID的標識數據(位映像數據)的地址轉換表。利用標識ID，控制器7從對應于ROM 19的ID的地址讀出標識數據并將標識數據寫入OSD區21a。這樣，每一個廣播臺的標識就能夠在監視單元4上顯示。
SRAM 11中的排序表按照頻道號的順序存儲數據。當一個特定的頻道或一個特定的節目被提取或其順序改變時，排序表將被重新改寫。然而，排序表是一個存儲頻道數據和節目數據的位置信息(指針)表。節目數據的指針和頻道數據的指針是成對的。因此節目數據和頻道數據被雙雙重新改寫。
回到圖4，如上所述，從一個衛星接收到的一些信號可能已被加密。為解密這些信號，需要存儲解密鍵和解密節目的IC卡15。通過IC卡接口23向/從IC卡輸入/輸出數據。
在MPEG系統中，由數字視頻數據和數字音頻數據組成的一個比特流被發送。比特流通過信號分離器10被劃分成數字視頻數據和數字音頻數據。比特流包括由允許數字視頻數據和數字音頻數據同步的一個PTS和一個DTS組成的一個時間標志。利用PTS和DTS，管理再現/輸出時間和譯碼時間。
在MPEG系統中，比特流包括一個用作時間基準值的PCR。利用PCR，STC的值被設置為一個基準時間并校準。設置了一個與STC有關的PLL電路。譯碼器方包括一個STC，其頻率與編碼器方的系統時鐘的頻率完全相同。在PLL電路中一個以27MHz振蕩的時鐘致使信號分離器10、MPEG視頻譯碼器12，MPEG音頻譯碼器13、和模擬視頻編碼器17開始運轉。
圖12所示為這樣一個數字PLL電路的結構實例。在圖12中，一個PCR提取電路51，一個STC計數器52，以及一個D/A轉換器55被設置在將接收到的比特流分離成數字視頻數據和數字音頻數據的信號分離器10中。一個相位比較部分53和一個數字過濾器54由一個CPU 4所控制的軟件組成。
在圖12中，接收后的比特流被提供給一個輸入端50。比特流包括作為時間基準值的PCR以此來譯碼視頻數據和音頻數據。PCR提取電路51從輸入端50接收到的比特流中提取PCR用作一個時間基準。
PCR的值被提供給相位比較部分53和STC計數器52。PCR提取電路51產生與PCR檢測同步的信號。這一信號作為一個控制信號被提供致使STC的計數值被裝載到STC計數器52。
STC計數器52以從一個VCO(電壓控制振蕩器)57中接收到的27MHz的頻率對時鐘計數。STC計數器52的輸出信號被提供給對應于一個從PCR提取電路51接收的控制信號和一個從控制器7接收的指令的相位比較部分53。
相位比較部分53將通過PCR提取電路51檢測到的PCR值與STC計數電路52的輸出數據相比較，并將結果數據作為相位差輸出信號提供給數字濾波器54。
數字濾波器54的輸出信號被提供給D/A轉換器55。D/A轉換器55通過具有16位的數字濾波器54數字化從相位比較部分53接收的相位差。D/A轉換器55的輸出數據通過模擬低通濾波器56被提供給VCO 57。
VCO 57以27MHz頻率振蕩時鐘。由VCO 57振蕩的時鐘由相應于模擬低通濾波器57的一個輸出信號控制。由VCO 57振蕩的時鐘被提供給STC計數器52。另外，此時鐘從一個輸出端58輸出。由輸出端58輸出的時鐘被提供給MPEG視頻譯碼器12，MPEG音頻譯碼器13，以及模擬視頻譯碼器17。
由輸入端50提供的比特流被提供給PCR提取電路51。PCR提取電路51檢測PCR。PCR的值初始為pcr(0)。在時間n，PCR的值是pcr(n)。在控制開始階段，值pcr(0)被檢測。pcr(0)被裝入STC計數器52。這樣在控制開始階段，從PCR提取電路51接收到的值pcr(0)與STC計數器52的值stc(0)的值一致。
STC計數器52相應于由VCO 57振蕩的時鐘增進。在時間n，當pcr(n)的值被檢測時，STC計數器52的輸出數據以一個計數值stc(n)被提供給相位比較部分53。
相位比較部分53將從比特流檢測到的PCR值與STC計數器52的STC值相比較并獲得相位差Δ(Δ＝PCR-STC)。
在控制開始階段，由于從PCR提取電路51接收到的pcr(0)的值與STC計數器52的值stc(0)一致，所以從相位比較部分53接收到的相位比較差Δ(0)變為Δ(0)＝pcr(0)-stc(0)。
通常，隨著時間的消逝，在從比特流檢測到的PCR的值和STC計數器52的值之間產生一個相位差。在時間n，從PCR提取電路51接收到的pcr(n)值與STC計數器52的值stc(n)不一致。這樣，相位比較部分53輸出從PCR提取電路51接收的pcr(n)值和STC計數器52的值stc(n)之間的相位差Δ(n)(即，Δ(n)＝pcr(n)-stc(n))。
相位差Δ(n)通過數字濾波器54，D/A轉換器55，以及模擬低通濾波器56被反饋到VCO 57。換言之，相位比較部分53所獲得的相位差被提供給數字濾波器54。相位比較部分53輸出數字數據。另外，VCO57的振蕩頻率相應于一個控制電壓來控制。這樣，利用數字濾波器54的輸出信號，不能夠控制VCO57。
數字濾波器54的一個輸出信號被提供給D/A轉換器55。D/A轉換器55將從數字濾波器54接收到的信號轉換為一個模擬信號。模擬信號被提供給一個模擬低通濾波器56。模擬低通濾波器56去掉不必要的AC分量并向VCO 57提供結果信號。利用這樣一個反饋回路，從PCR提取電路51接收的PCR值與STC計數器52的STC值之間的相位差為0。
在控制階段，當相位差Δ(n)的值變得過大時，PCR提取電路51在下一時間以pcr(0)值將PCR的值裝入STC計數器52，以致于重新設定目標值和控制PLL電路。
下一步，將描述數字濾波器54的結構。首先，將描述使PCR值和STC值之間的相位差變為0的反饋操作。換言之，在時間為0時，相位差為0。此后，相位差變大。與在時間0設定的目標值的相位差由反饋操作補償。
如上所述，在時間n，PCR的值pcr(n)與STC的值stc(n)之間的相位差Δ(n)獲得如下Δ(n)＝pcr(n)-stc(n)當Δ(n)＞0時，pcr(n)-stc(n)＞0這樣，pcr(n)＞stc(n)因此，數字濾波器54的輸出值dac(n)增加且VCO 57的頻率增加。相反，當Δ(n)＜0，pcr(n)-stc(n)＜0這樣，pcr(n)＜stc(n)因此，數字濾波器54的輸出值dac(n)減小且VCO 57的頻率降低。
為此，數字濾波器54的輸出值dac(n)受到控制從而下列分量K1*Δ(n)/elp(n) …(1)被加到數字濾波器在前一時間的輸出值dac(n-1)上，該分量與當前時間的相位差成正比。elp(n)是PCR在當前時間和前一時間之間的間隔。這樣，elp(n)＝stc(n)-stc(n-1)另外，K1＞0。
當前時間相位差和前一時間相位差之間的差值(Δ(n)-Δ(n-1))被補償為0(即，基于在前一時間(n-1)的PCR，當前時間n的相位差被補償為0)的反饋操作將被描述。
當前時間相位差Δ(n)和前一時間相位差Δ(n-1)之間的差值如下表示Δ(n)-Δ(n-1)由于Δ(n)＝pcr(n)-stc(n)且Δ(n-1)＝pcr(n-1)-stc(n-1)Δ(n)Δ(n-1)＝(pcr(n)-stc(n))-(pcr(n-1)-stc(n-1))這樣，當當前時間相位差Δ(n)和前一時間相位差Δ(n-1)之間的差值大于0時，Δ(n)-Δ(n-1)＞0(pcr(n)-stc(n))-(pcr(n-1)-stc(n-1))＞0，這樣，pcr(n)-pcr(n-1)＞stc(n)-stc(n-1)因此，數字濾波器54的輸出值dac(n)增大且VCO 57的頻率升高。
當當前時間相位差Δ(n)和前一時間相位差Δ(n-1)之間的差值小于0時，Δ(n)-Δ(n-1)＜0(pcr(n)-stc(n))-(pcr(n-1)-stc(n-1))＜0，這樣，pcr(n)-pcr(n-1)＜stc(n)-stc(n-1)因此，數字濾波器54的輸出值dac(n)減小且VCO 57的頻率降低。
為此，與當前時間相位差Δ(n)和前一時間相位差Δ(n-1)之間的差值(Δ(n)-Δ(n-1))成正比的分量被加到數字濾波器54在前一時間的輸出值dac(n-1)上。換句話說，
K2*(Δ(n)-Δ(n-1))/elp(n) …(2)(其中K2＞0)被加到前一時間的相位差Δ(n)。
當公式(1)和(2)表示的兩個反饋操作被同等考慮時，得出下列公式。
從公式(1)，dac(n)＝dac(n-1)+K1*Δ(n)/elp(n)從公式(2)，dac(n)＝dac(n-1)+K2*(Δ(n)Δ(n-1))/elp(n)這樣，dac(n)＝dac(n-1)+K*(Δ(n)+(Δ(n)-Δ(n-1))/elp(n)＝dac(n-1)+K*(2Δ(n)Δ(n-1))/elp(n)…(3)系數K對VCO57的輸出頻率的瞬時偏差產生大的影響。當系數K的值大時，VCO57的控制電壓敏感地變動。這樣，輸出頻率也瞬時而劇烈地發生變化。因此，在相位差大的控制開始階段，執行反饋操作以致于相位差變為0。這樣，相位差能夠快速地集中于允許的差值范圍之內。然而，當系數K大時，在相位差已經被轉換到所允許的差值范圍時，頻率值瞬時而劇烈地變化。另一方面，如果PCR一個極大值由于某種特殊原因被檢測后，頻率發生極大變化且因此時鐘可能會不穩定地輸出。
相反，當系數K值令人滿意地小時，VCO的輸出頻率的瞬時變動也小。這樣，在控制開始階段，在相位差已經被集中在所允許的差值范圍內之后，雖然至允許差值范圍的會聚時間變得很長，時鐘也能夠穩定地輸出而不受VCO輸出頻率的大變動的影響。
圖13所示為完成公式(3)中所表示的控制操作的一個數字濾波器54結構的功能方塊圖。在圖13中，一個輸入端70提供了一個當前時間的相位差Δ(n)。相位差Δ(n)被提供給計算部分72。另外，相位差Δ(n)被提供給一個延遲電路71。延遲電路71輸出一個前一時間的相位差Δ(n-1)。前一時間相位差Δ(n-1)被提供給計算部分72。
計算部分72計算對應于公式(3)的(2Δ(n)-Δ(n-1))/elp(n)。計算部分72的輸出數據被提供給一個乘法電路73。計算部分72生成一個控制K值的控制信號S1。控制信號S1被提供給乘法電路73。
乘法電路73用系數K值倍乘計算部分72的輸出數據并輸出K*(2Δ(n)-Δ(n-1))/elp(n)。
乘法電路73的輸出數據被提供給一個加法電路74。加法電路74的輸出數據從一個輸出端75輸出。另外，加法電路74的輸出數據被提供給延遲電路76。延遲電路76的輸出數據被提供給加法電路74。
延遲電路76輸出一個前一時間的控制值dac(n-1)。加法電路74將乘法電路73的輸出數據和前一時間的控制值dac(n-1)相加。加法電路74的輸出數據從輸出端75以一個當前時間的控制值dac(n)輸出。這樣，從輸出端75，如公式(3)所示，可以獲得控制值dac(n)＝dac(n-1)+K*(2Δ(n)-Δ(n-1))/elp(n)。
如上所述，在系數K值增大的情況下相位差變大，相位差能夠很快集中于允許的差值范圍之內。然而，在這種情況下，控制操作不能夠穩定地執行。相反，在系數K值減小的情況下，雖然控制操作能夠穩定執行，但相位差變大，相位差不能快速地集中到允許的差值范圍之內。這樣，在控制開始階段，系數K的值最好增大從而相位差很快地轉換到允許的差值范圍之內。當相位差在允許的差值范圍之內時，系數K的值減小以致于控制操作能穩定地執行。當相位差不在所允許的范圍內時，系數K的值增大以致于相位差很快地回到所允許的差值范圍之內。
為此，按照本發明，系數K的值按照圖14所示流程圖控制。
在此實例中，系數K被設定為三個恒量K_LARGE，K_MID，K_SAMLL.。此三個恒量有如下關系K_LARGE＞K_MID＞K_SAMLL.
另外，還運用了作為相位差范圍的三個值DELTA_HUGE，DELTA_MID，DELTA_SMALL1。相位差范圍的絕對值有如下關系DELTA_HUGE＞DELTA_MID＞DELTA_SMALL1運用DELTA_SMALL2作為當前時間相位差和前一時間相位差之間的差值(Δ(n)-Δ(n-1))的所允許的差值范圍。
在控制開始階段，將大值K LARGE設定為系數K(在步驟ST1)。一個初始相位差Δ(0)被輸入(在步驟ST2)。對應公式(3)的計算被執行且因此一個控制值(n)被修改(在步驟ST3)。下一個相位差Δ(n)被輸入(在步驟ST4)。
判定當前時間的相位差是否在最大差值范圍DELTA HUGE之內(在步驟ST5)。當相位差值Δ(n)的絕對值超過最大差值范圍DELTA_HUGE時，流程轉到步驟ST1。
在步驟ST5，當相位差Δ(n)的絕對值在最大差值范圍DELTA HUGE之內時，判定系數K是否為K_LARGE或K_MID(在步驟ST6)。在控制開始階段，由于系數K在步驟ST1中已經被設定為K_LARGE，作為在步驟ST6的判定結果，在步驟ST6系數K已經被設定為K_LARGE或K_MID。
當作為判定結果系數K已經被設定為K_LARGE或K_MID時，判定相位差Δ(n)是否在預定的差值范圍DELTA_SMALL1之內，以及當前時間的相位差和前一時間的相位差之間的差值(Δ(n)-Δ(n-1))是否在預定的允許差值范圍DELTA_SMALL2之內(在步驟ST7)。在控制開始階段，總是分別判定當前時間的相位差和前一時間的相位差之間的差值(Δ(n)-Δ(n-1))是否超出差值范圍DELTA_SMALL1以及允許差值范圍DELTA_SMALL2。當當前時間的相位差和前一時間的相位差之間的差值(Δ(n)-Δ(n-1))超出差值范圍DELTA_SMALL1以及允許差值范圍DELTA_SMALL2時，同時系數K為K_LARGE，則流程前進到步驟ST3。在步驟ST3，控制值dac(n)被更新。這樣，在控制開始階段，系數K的值被設定為K_LARGE。
在步驟ST7，當作為判定結果當前時間的相位差和前一時間的相位差之間的差值(Δ(n)-Δ(n-1))分別在差值范圍DELTA_SMALL1以及允許差值范圍DELTA_SMALL2中時，系數K被設為小值K_SMALL(在步驟ST8)。
采用最新的設定系數K，dac(n)的值被更新(在步驟ST3)。此后，下一個Δ(n)被輸入(在步驟ST4)。判定Δn是否小于DELTA_HUGE(在步驟ST5)。當在步驟ST5判定的結果為“是”，流程執行下一步驟ST6。在步驟ST6，判定系數K是否已被設定為K_LARGE或K_MID。
當作為步驟ST6判定結果系數K還沒有被設定為K_LARGE或K_MID時，判定相位差值Δ(n)是否在允許差值范圍DELTA_MID之內(在步驟ST9)。當循環被鎖定后，由于相位差Δ(n)在允許差值范圍DELTA_MID之內，流程向前進到步驟ST3。這樣，當系數K為最小值時，同樣的控制操作被執行。
在接近開啟階段，相位差Δ(n)不在允許差值范圍DELTA_MID之內。當作為步驟ST9的判定結果相位差DELTA_MID不在允許差值范圍DELTA_MID之內時，系數K被設定為K_MID(步驟ST10)。這樣，在接近開啟階段，系數K被設定為中間值K_MID且控制操作繼續。
由于控制操作已進行，當作為步驟ST7判定結果當前時間的相位差和前一時間的相位差之間的差值(Δ(n)-Δ(n-1))分別在差值范圍DELTA_SMALL1以及允許差值范圍DELTA_SMALL2內時，流程向前執行到ST8。在步驟ST8，系數K被設定為小值K_SMALL。
按照本發明，在控制開始階段，系數K被設定為一大值。這樣，相位差很快集中到允許差值范圍之內。在鎖定階段，系數K被設定為一個小值。這樣，控制操作穩定地執行。在接近開啟階段，系數K被設定為一個中間值。這樣，相位差能夠迅速進入允許差值范圍之內。
雖然本發明已經描述了一個最佳實施例，但是本領域中的技術人員應該理解，在不脫離本發明的范圍和精神的情況下，上文內容以及各種其它變化，形式和細節的刪減及補充均可以進行。
權利要求
1.一種接收裝置，具有一個數字PLL電路，用于產生一個對應于與數據一起發送的時間基準的一個系統時鐘，以及數據處理裝置，用于處理對應于系統時鐘的數據，該PLL電路包括時間基準信息檢測裝置，用于從數據中檢測時間基準信息并輸出時間基準信息；可變頻率生成裝置，用于生成一個具有預定頻率的時鐘；時鐘計數輸出裝置，用于計數時鐘并輸出計數結果；相位比較裝置，用于將時間基準信息和在檢測時間基準信息的時刻的計數結果進行比較；以及反饋回路，用于通過一個濾波裝置將相位差作為一個控制信號反饋到所述可變頻率生成裝置。其中濾波裝置的一個設定狀態對應于相位差被改變。
2.如權利要求1所述的接收裝置，其中PLL電路具有至少一個用于控制開始狀態的第一回路增益，以及一個用于控制開始狀態以外的其他狀態的第二回路增益，第一回路增益大于第二回路增益。
3.如權利要求1中所述的接收裝置，其中濾波器裝置具有檢測裝置，用于檢測相位差是否在一個預定的相位差之內，以及其中在相位差在預定相位差范圍之內的情況下的第一回路增益小于相位差不在預定相位差范圍之內的情況下的第二回路增益。
4.如權利要求3所述的接收裝置，其中檢測裝置還判定在第一時刻檢測到的第一相位差和在剛好在第一時刻之前的一個第二時刻內檢測到的第二相位差之間的差值是否在預定差值內，以及其中當差值在預定差值范圍之內以及當相位差在預定相位差范圍之內時，濾波器裝置的一個回路增益被設定為第一回路增益。
5.如權利要求1所述的接收裝置，其中PLL電路用對應于第一時刻和第二時刻之間的間隔的值，去除兩倍于在第一時刻檢測到的第一相位差和在剛好在第一時刻之前的第二時刻檢測到的第二相位差之間的差值，并用一個預定系數K乘以被除后的結果，將被乘后的結果和在第二時刻檢測到的一個控制值相加，并將相加結果作為第一時刻的控制值。
6.如權利要求5所述的接收裝置，其中PLL電路通過改變系數K而改變設定狀態。
7.一種接收裝置所用的接收方法，該接收裝置具有一個數字PLL電路，用于生成一個對應于與數據一起發送的時間基準信息的系統時鐘，以及具有數據處理裝置，用于處理對應于系統時鐘的數據，該方法所包括的步驟有從數據中檢測時間基準信息以及輸出時間基準信息；生成一個具有預定頻率的時鐘；計數時鐘并輸出計數后的結果；比較時間基準信息和在時間基準信息被檢測的一個時間的計數結果；通過一個濾波裝置將相位差作為一個控制信號反饋到所述可變頻率生成裝置；以及對應于相位差改變濾波裝置的設定狀態。
8.一個數字PLL電路，用于生成一個對應于與數據一起發送的時間基準信息的一個系統時鐘，包括時間基準信息檢測裝置，用于從數據中檢測時間基準信息并輸出時間基準信息；可變頻率生成裝置，用于生成一個具有預定頻率的時鐘；時鐘計數輸出裝置，用于計數時鐘并輸出計數后的結果；相位比較裝置，用于比較時間基準信息和在時間基準信息被檢測的一個時間的計數結果；以及一個反饋回路，用于通過一個濾波裝置將相位差作為一個控制信號反饋到所述可變頻率生成裝置，其中濾波裝置的一個設定狀態對應于相位差被改變。
全文摘要
通過一個PCR提取電路從一個比特流中檢測PCR。當時間基準值被檢測時,一個STC計數器對由一VCO振蕩的時鐘計數并比較STC計數器的值和PCR值。相位差通過一個數字濾波器反饋到VCO。在控制開始階段,數字濾波器的增益被設定為一個大值。這樣,相位差被迅速地集中到允許的差值范圍之內。在閉合階段,增益被設定為一個小值。這樣穩定地執行控制操作。在接近開啟階段,增益被設定為一個中間值。這樣,相位差被迅速恢復到允許的差值范圍之內。
文檔編號H03L7/107GK1189015SQ97126018
公開日1998年7月29日 申請日期1997年10月8日 優先權日1996年10月8日
發明者鹽本祥司, 湯地洋文 申請人:索尼公司