數字彩色信號再現電路的制作方法

專利名稱：數字彩色信號再現電路的制作方法
技術領域：
本發明涉及可接收多種廣播制式電視廣播的電視接收機的數字彩色信號再現電路。尤其涉及不提高時鐘頻率，用簡單構成實現多種廣播制式可共用的彩色信號再現電路，并高精度實現YC分離及彩色信號解調的技術。
近來，隨著電視接收機在全世界普及率的提高，要求不同電視制式接收電路具有通用性和高性能。作為一個環節，要求NTSC、PAL制式數字彩色信號再現電路具有通用性和高性能。
下文參照圖3，說明以往數字彩色信號再現電路的一個例子。
圖3是特開平11-8857號公報中提出的數字彩色再現電路的方框構成圖。
圖3中，時鐘脈沖發生器1101產生時鐘脈沖1102，其頻率是色差信號抽樣頻率6.75MHz的整數倍(例如為其4倍的頻率27MHz)。A/D變換器1104，把從輸入端1103輸入的模擬彩色副載波信號以時鐘脈沖1102抽樣并變換成8位數字信號。
在每個時鐘脈沖1102，第1解調器1105把正弦波發生電路1112的輸出與A/D變換器1104的輸出相乘，然后，去除高頻成分并進行拉長間隔的(變稀)處理。從輸出端1107輸出6.75MHz的色差信號(B-Y信號)。
在每個時鐘脈沖1102，第2解調器1106把余弦波發生電路1113的輸出與A/D變換器1104的輸出相乘，然后，去除高頻成分并進行拉長間隔的處理。從輸出端1108輸出6.75MHz的色差信號(R-Y信號)。
NTSC所用的相位補償電路1202，對解調器1105、1106輸出信號的彩色同步脈沖(下文簡稱為同步脈沖)持續期間進行平均值處理。檢測并輸出基準副載波信號與同步信號的相位誤差。PAL用相位補償電路1203，對解調器1105、1106輸出信號的同步脈沖持續期間進行平均值處理。然后檢測并輸出基準副載波信號與同步信號的相位誤差。
切換電路1204，由NTCS、PAL運作切換信號選擇相位補償電路1202的輸出或相位補償電路1203的輸出。
相位發生電路1110構成每個時鐘脈沖的相位超前量變化的壓控振蕩器。壓控振蕩器由相位補償電路1202或1203輸出的相位誤差進行控制，輸出每個時鐘脈沖的相位超前量。
化整電路1111進行舍去相位發生電路1110輸出的最低位、減少位數的處理(化整處理)，輸出10位相位信息。
正弦波發生電路1112、余弦波發生電路1113，各自由存儲正弦波、余弦波1個波長期間的數據的ROM構成。化整電路1111的10位數據輸入ROM的地址線。ROM在每個時鐘脈沖，向第1、第2解調器1105、1106輸出8位基準副載波信號的正弦分量和余弦分量。
在NTSC運作時，解調器1105、1106與相位補償電路1202和切換電路1204、相位發生電路1110、化整電路1111及正弦波發生電路1112、余弦波發生電路1113構成環路。該環路作為NTSC所用的自動相位調整電路(下文簡稱為APC)工作，總是產生與規范解調軸一致的基準副載波。
在PAL運作時，解調電路1105、1106與相位補償電路1203和切換電路1204及相位發生電路1110、化整電路1111和正弦波發生電路、余弦波發生電路1113構成環路。該環路作為PAL所用的APC工作，總是產生與規范解調軸一致的基準副載波。
結果，在第1、第2解調器1105、1106中，模擬彩色副載波信號以規范解調軸解調，向輸出端1107、1108輸出R-Y信號與B-Y信號。
上述構成是對模擬彩色副載波信號進行數字變換并解調色差信號的彩色信號再現電路。但是，近年來由于數字技術的進步，可以實現下述解調方式的彩色信號再現電路，該解調方式采用3維YC分離電路，從對模擬全電視信號進行數字變換所得的全電視信號分離彩色副載波信號。導入該方式，進而要求交叉彩色干擾和點干擾小。
但是采用以往的這種彩色信號再現電路，由作為YC分離電路輸出的數字彩色副載波信號解調色差信號，存在下述缺陷。
因時鐘脈沖不鎖定于全電視信號的同步脈沖及水平同步信號，因而不能正確進行3維YC分離，會留有干擾。
為了在NTSC制式進行高性能的3維YC分離，要利用彩色信號具有的行強相關性及幀強相關性。由此，如果沒有與同步脈沖同步且頻率為同步脈沖整數倍的時鐘脈沖，則不能對幀間、行間的信號進行正確加減運算。
在PAL制式中，若采用與同步脈沖同步的時鐘脈沖，則可使用行存儲器簡單地進行YC分離。
在已有技術例子中，若為使時鐘脈沖與彩色同步脈沖信號同步而選擇時鐘頻率為彩色副載波頻率的整數倍，則例如，PAL制式中，時鐘頻率變為4.43MHz×4=17.72MHz，NTSC制式中，時鐘頻率為3.58MHz×4=14.32MHz，時鐘頻率因制式而有很大差異。
圖6是循環型數字濾波器框圖。該濾波器用于彩色信號再現電路中的低通濾波器、YC分離電路、同步分離電路等。圖6中，循環型數字濾波器由加法電路601、以n時鐘脈沖為單位延滯輸入信號的延遲電路602、調整輸入信號幅度并加以輸出的增益控制電路603構成。
在每種制式改變時鐘頻率時，根據鐘頻變化改變循環型數字濾波器的特性，因而需對每種制式改變增益控制電路603的增益系數。由此存在電路構成變得復雜的缺陷。為解決該問題，希望電路構成使得鐘頻可設定成彩色副載波頻率的任意倍。
為解決上述課題，本發明的數字彩色再現電路包括用采樣時鐘對模擬全電視信號進行采樣并變換成數字全電視信號的A/D變換電路；從所述數字全電視信號，分離輝度信號與彩色副載波信號分別加以輸出的YC分離電路；對輸入的所述彩色副載波信號的振幅進行調整并加以輸出的增益控制電路；把基準副載波信號的正弦分量與所述增益控制電路的輸出信號相乘，輸出色差信號即R-Y信號及其高次諧波分量的第1乘法電路；把基準副載波信號的余弦分量與所述增益控制電路的輸出信號相乘，輸出色差信號即B-Y信號及其高次諧振分量的第2乘法電路從所述第1乘法電路的輸出信號提取并累積所述彩色同步脈沖選通脈沖期間的信號，然后輸出所得相位誤差信號的彩色同步脈沖期間累積電路；根據所述相位誤差信號，控制時鐘頻率，輸出鎖定于彩色同步脈沖信號的時鐘脈沖的時鐘脈沖發生電路；輸入所述時鐘脈沖和控制信號，由所述控制信號控制輸出信號頻率，輸出基準副載波信號的所述正弦與余弦分量的基準副載波發生電路；根據廣播制式，由所述控制信號控制所述基準副載波的頻率；以所述時鐘脈沖作為所述A/D變換器采樣時鐘。
本發明的數字彩色信號再現電路的特點是具有下述效果在可接收多種廣播制式電視廣播的電視接收機中，不使鐘頻變高即可以簡單構成實現多種廣播制式的彩色信號再現電路的共用，并可以高精度實現YC分離及彩色信號解調，其作用是通過可根據控制信號控制基準副載波信號頻率的基準副載波發生電路，把鐘頻設定為彩色副載波頻率的任意倍。


圖1是本發明實施形態1的數字彩色再現電路的構成框圖。
圖2是本發明實施形態3的鋸齒波電路的構成框圖。
圖3是以往數字彩色信號再現電路的構成框圖。
圖4A-圖4B是本發明鋸齒波電路的動作說明圖。
圖5A-圖5B是用于說明本發明的正弦波余弦波生成電路動作的輸入輸出特性圖。
圖6是本發明實施例、已有技術例子中使用的循環數字濾波器的框圖。
下面，參照附圖，說明本發明的實施形態1。實施形態1圖1是本發明實施形態1的數字彩色信號再現電路的構成框圖。示于圖1的數字彩色再現電路能適應NTSC、PAL制式的電視廣播。
圖1中，A/D變換電路101以時鐘脈沖104采樣模擬全電視信號并變換成數字全電視信號加以輸出。同步分離電路102，從A/D變換電路101的輸出信號分離同步信號，同時，輸出用于提取彩色同步脈沖的彩色同步脈沖選通脈沖。YC分離電路103，從A/D變換器101的輸出信號分離輝度信號(下文簡稱為Y信號)與彩色副載波信號(下文簡稱為C信號)并分別加以輸出。增益控制電路105調整輸入的C信號的幅度然后加以輸出。
第1乘法電路106，在每個時鐘脈沖104，把基準副載波發生信號120的正弦輸出信號與增益控制電路105的輸出信號相乘。然后，輸出色差信號(R-Y信號)及其高次諧波。第2乘法電路107，在每個時鐘脈沖，把基準副載波發生電路120的余弦輸出信號與增益控制電路105的輸出信號相乘。然后，輸出色差信號(B-Y信號)及其高次諧波分量。第1低通濾波器(下文簡稱為LBF)108從乘法電路106的輸出信號濾除高次諧波分量。第2LPF109，從乘法電路107的輸出信號濾除高次諧波分量。第1同步脈沖持續期間累積電路110，從LPF109的輸出信號累積同步脈沖選通脈沖期間的信號，輸出所得到的隨時間變化的同步脈沖信號振幅。該輸出與設定成預定值的基準信號119的差，即振幅誤差信號，控制增益控制電路105的增益。
第2同步脈沖持續期間累積電路111，從LPF109的輸出信號，選取、累積同步脈沖期間中的信號，輸出得到的隨時間變化的相位誤差信號(同步脈沖信號與基準副載波發生電路120的正弦波的相位差)。時鐘脈沖發生電路113是壓控振蕩器(Voltage Control Oscillator；下文簡稱為VCO)，可根據同步脈沖期間累積電路111的輸出信號電平，控制時鐘頻率。
基準副載波發生電路120，輸入時鐘脈沖104與控制信號116，根據時鐘脈沖104產生基準副載波信號，向乘法電路106、107提供基準副載波信號的正弦波分量、余弦波分量。基準副載波頻率由控制信號116進行控制。控制信號有NTSC制式接收用的信號與PAL制式接收用的信號兩種。在接收NTSC制式時，由NTSC制式接收用的控制信號把基準副載波頻率與時鐘頻率分別設定成3.579545MHz和28.636MH(例如為彩色副載波頻率的8倍)。在接收PAL制式時，由PAL制式接收用的控制信號，把基準副載波頻率設定為4.43MHz，時鐘頻率設定為28.625MHz(最接近于NTSC接收時鐘頻的值)。即基準副載波頻率即使因廣播制式有差異，鐘頻也不怎么變。
接著說明其工作。
圖1中，輸入端子115的全電視信號，由A/D變換電路101變換成數字信號。經變換的信號輸入同步分離電路102、YC分離電路103。從YC分離電路103輸出的C信號輸入增益控制電路105。
由增益控制電路105、乘法電路107、LPF電路109與同步脈沖期間累積電路110構成的環路是自動色度控制(Automatic Chroma Control；下文簡稱為ACC)電路。ACC電路進行工作，使設定成預定值的基準信號119與同步脈沖期間累積電路110的輸出信號電平相同。
結果，從增益控制電路105輸出的C信號電平保持恒定。
乘法電路106、LPF電路108、同步脈沖期間累積電路111、時鐘發生電路113與基準副載波發生電路120構成的環路是自動相位控制(Auto PhaseControl；下文簡稱為APC)電路。APC電路進行工作，使從基準副載波發生電路120輸出的正弦波、余弦波頻率與彩色副載波頻率一致。
對APC電路的工作進行稍微詳細的說明。
乘法電路106，把增益控制電路105輸出的C信號與基準副載波發生電路120輸出的正弦波相乘，輸出B-Y信號與同步脈沖信號的相位誤差信號及其高次諧波分量。乘法電路106的輸出信號輸入LPF108。LPF108濾除該高次諧波分量后進行輸出。同步脈沖期間累積電路111向時鐘發生電路113輸出由同步脈沖選通脈沖從LPF108輸出信號中提取的同步脈沖期間的信號，即輸出相位誤差信號。
時鐘發生電路113根據相位誤差控制時鐘脈沖104的頻率。時鐘脈沖信號104輸入基準副載波發生電路120。基準副載波發生電路120，根據時鐘脈沖104產生控制信號116所設定廣播制式的基準副載波的正弦波并向乘法電路106提供。通過上述環路構成的APC電路，把時鐘脈沖104鎖定于彩色同步脈沖。提供時鐘脈沖104給A/D變換電路101與基準副載波發生電路120。該時鐘脈沖104還提供給其它電路(圖1中未圖示)。
根據上述的本實施例，通過由控制信號116改變輸入乘法電路106、107的正弦波、余弦波的頻率這種構成，可構成不使時鐘頻率變高的ACC電路和APC電路。由此，可取得NTSC、PAL制式的彩色信號再現電路共用及高精度進行YC分離與彩色副載波信號解調的效果。
在3維YC分離電路用于NTSC制式的彩色信號重現電路時，在利用彩色信號的行相關性等方面，該電路需要與彩色同步脈沖同步且頻率為彩色副載波頻率整數倍的時鐘信號。因而，NTSC用的鐘頻可選為NTSC制式的彩色副載波頻率的整數倍，PAL用的鐘頻可為PAL制式的彩色副載波頻率的任意倍。實施形態2接著，對本發明實施形態2進行說明。本實施形態的數字彩色信號再現電路的框圖與實施形態1的圖1相同。
圖1中，基準副載波發生電路120可由鋸齒波發生電路114與正弦波余弦波生成電路112構成。鋸齒波發生電路114輸入時鐘脈沖104與控制信號116，產生與時鐘脈沖104同步且與基準副載波頻率相同的鋸齒波加以輸出。鋸齒波頻率由控制信號改變。為此，所設定的鋸齒波頻率適應各種制式，即使因制式不同而基準副載波頻率不同，時鐘頻率也不太變化。
正弦波余弦波生成電路112內設ROM，分別保持一個波長期間的數據作為正弦、余弦數據。以鋸齒波作為地址讀出內設ROM數據并輸出正弦、余弦波。
接著采用圖4說明鋸齒波電路114的動作。
圖4是用于說明鋸齒波電路114動作的說明圖。
如果控制信號116設定為預定值A，則鋸齒波電路114連續進行下述動作以A為基準值，在每個時鐘脈沖重復加A，一旦達到MAX值則返回基準值A。
在圖4A上段波形中，所謂MAX值是鋸齒波可取的最大值。鋸齒波電路114由控制信號116改變鋸齒波頻率。圖4A上段波形，是設控制信號116的值為與A相當的數據時的波形。
結果，得到圖4A上段所示波形。如果用預定大小的值除該波形，則如圖4A中段所示，可得到大致歸一化為某個確定振幅的鋸齒波形。該波形作為地址數據提供給正弦波余弦波生成電路。
控制信號116設定成比A大的值B時的鋸齒波電路114的波形示于圖4B。
控制信號116大時，B與MAX值的差變小，從而達到MAX值的時間變短，結果，如圖4B上段所示，鋸齒波周期變短。若用所定大小的值除該波形，則如圖4B中段所示，輸出大致歸一化為某個確定振幅的鋸齒波形，提供給正弦波余弦波生成電路112，從而得到圖4B下段所示的波形。該波形提供給乘法電路106、107。
接著采用圖5，說明正弦波余弦波電路112的動作。
圖5是用于說明正弦波余弦波生成電路112動作的輸入輸出特性圖。
正弦波余弦波電路112內設具有圖5A-5B所示輸入輸出關系的ROM數據。
例如，在圖4A中段所示鋸齒波數據輸入圖5A、5B的輸入輸出關系的ROM時，輸出正弦波與余弦波。該正弦波提供給乘法電路106，余弦波提供給乘法電路107。
采用內設具有1/4波長期間的正弦數據的ROM與簡單運算電路的正弦、余弦波生成電路，可生成正弦波、余弦波。
上述的本實施形態，通過構成為由控制信號116改變輸入乘法電路106、107的正弦波和余弦波的頻率，可不提高鐘頻構成ACC電路和APC電路。由此，可取得NTSC、PAL制式彩色信號再現電路通用且可高精度進行YC分離和彩色副載波信號解調的效果。實施形態3接著，對本發明實施形態3進行說明。省略與實施形態1和2共有的部分。
圖2是本發明鋸齒波電路的框圖。
圖2中，加法電路201把控制信號203與鎖存電路202的輸出信號相加，向除法電路205與鎖存電路202輸出。鎖存電路202利用時鐘脈沖鎖存加法電路201的輸出信號。鎖存電路202、加法電路201的環路構成計數電路。除法電路205除加法電路201的輸出信號，輸出鎖存波形204。
用圖2說明下述動作。
在控制信號203設定為預定值A時，計數電路以A為基準，在每個時鐘脈沖206的上升沿重復加A值。加法電路201不作進位處理，因而當加法電路201輸出的數據為最大值時(若加法電路201位數為10位，則最大值為1023)，在下一時鐘脈沖，該輸出數據與控制信號203相同，輸出數據A。
即，加法電路201的輸出信號成為圖4A上段所圖示的波形。在該波形輸入除法電路205，以預定大小的值除時(具體而言，僅輸出加法電路201輸出數據中的高位數據)，如圖4A中段圖所示，該鋸齒波輸出信號204成為鋸齒波形振幅歸一化的波形。
如果輸出信號204通過正弦波余弦波生成電路112，則輸出信號如圖4A下段所圖示，用這種處理可由控制信號203改變正弦波頻率。
上述本發明，即使在接收不同制式廣播時，也可始終使時鐘脈沖鎖定于彩色同步脈沖信號，而且可不因制式而提高時鐘頻率。即，可用簡單的系統，實現多種廣播制式通用的彩色信號再現電路，且可高精度實現YC分離及彩色解調。
權利要求
1．一種數字彩色信號再現電路，其特征在于它包括用采樣時鐘對模擬全電視信號進行采樣并變換成數字全電視信號的A/D變換電路；從所述數字全電視信號，分離輝度信號與彩色副載波信號的YC分離電路；對所述彩色副載波信號的振幅進行調整并加以輸出的增益控制電路；把基準副載波信號的正弦分量與所述增益控制電路的輸出信號相乘，輸出色差信號即R-Y信號及其高次諧波分量的第1乘法電；把基準副載波信號的余弦分量與所述增益控制電路的輸出信號相乘，輸出色差信號即B-Y信號及其高次諧振分量的第2乘法電路；從所述第1乘法電路的輸出信號提取并累積所述彩色同步脈沖選通脈沖期間的信號，然后加以輸出的彩色同步脈沖期間累積電路；根據所述彩色同步脈沖期間累積電路的輸出，控制時鐘頻率，輸出鎖定于彩色同步脈沖信號的時鐘脈沖的時鐘脈沖發生電路；輸入所述時鐘脈沖和控制信號，由所述控制信號控制輸出信號頻率，輸出基準副載波信號的所述正弦與余弦分量的基準副載波發生電路；根據廣播制式，由所述控制信號控制所述基準副載波的頻率；以所述時鐘脈沖作為所述采樣時鐘。
2．一種數字彩色信號再現電路，其特征在于它包括用采樣時鐘對模擬全電視信號進行采樣并變換成數字全電視信號的A/D變換電路；從所述數字全電視信號分離同步信號，輸出用于選通彩色同步脈沖信號的彩色同步脈沖選通脈沖的同步分離電路；從所述數字全電視信號，分離輝度信號與彩色副載波信號的YC分離電路；對所述彩色副載波信號的振幅進行調整并加以輸出的增益控制電路；把基準副載波信號的正弦分量與所述增益控制電路的輸出信號相乘，輸出色差信號即R-Y信號及其高次諧波分量的第1乘法電路；把基準副載波信號的余弦分量與所述增益控制電路的輸出信號相乘，輸出色差信號即B-Y信號及其高次諧振分量的第2乘法電路；從所述第1乘法電路的輸出信號濾除其高次諧波分量的第1低通濾波器；從所述第2乘法電路的輸出信號濾除其高次諧波分量的第2低通濾波器；從所述第1低通濾波器的輸出信號提取并累積所述彩色同步脈沖選通脈沖期間的信號，然后加以輸出的第1彩色同步脈沖期間累積電路；從所述第2低通濾波器的輸出信號提取并累積所述彩色同步脈沖選通脈沖期間的信號，然后加以輸出的第2彩色同步脈沖期間累積電路；根據所述第2彩色同步脈沖期間累積電路的輸出，控制時鐘頻率，輸出鎖定于彩色同步脈沖的時鐘脈沖的時鐘脈沖發生電路；輸入所述時鐘脈沖和控制信號，產生與所述時鐘同步的鋸齒波，同時，可由所述控制信號改變頻率的鋸齒波發生電路；輸入來自所述鋸齒波電路的鋸齒波作為地址數據，讀出內設ROM數據，輸出所述正弦波和余弦波的正弦波余弦波生成電路；所述增益控制電路，根據所述第1彩色同步脈沖期間累積電路的輸出，調整所述彩色副載波信號的振幅；根據廣播制式，由所述控制信號控制所述鋸齒波的頻率，以所述時鐘脈沖作為所述采樣時鐘。
3．如權利要求2所述的數字彩色再現電路，其特征在于，在廣播制式為NTSC時，所述時鐘頻率，由所述控制信號，控制為NTSC制式彩色副載波頻率的整數倍；在廣播制式是PAL制式時，所述時鐘頻率實用上控制成與所述NTSC制式時的鐘頻大致相同。
4．如權利要求2或3所述的數字彩色再現電路，其特征在于，所述鋸齒波發生電路，由加法電路、銷存電路、除法電路構成；所述加法電路把所述控制信號與所述鎖存電路的輸出信號相加；所述鎖存電路，在每個時鐘脈沖鎖存并輸出所述加法電路的輸出信號；所述除法電路，除所述加法電路輸出，輸出歸一化輸出電平的鋸齒波信號。
全文摘要
本發明包括A/D變換電路(101)、同步分離電路(102)、YC分離電路(103)、增益控制電路(105)、乘法電路(106、107)、低通濾波器(108)、低通濾波器(109)、彩色同步脈沖期間累積電路(110、111)、正弦波余弦波生成電路(112)、時鐘發生電路(113)、鋸齒波電路(114),可用簡單構成,不根據制式提高鐘頻,實現多種廣播制式通用的彩色信號再現電路,并以高精度實現從模擬全電視信號進行YC分離及彩色信號解調。
文檔編號H04N9/66GK1289214SQ0012885
公開日2001年3月28日 申請日期2000年9月20日 優先權日1999年9月20日
發明者竹谷信夫, 毛利部宏, 森田久雄, 澁谷竜一, 安藤仁 申請人:松下電器產業株式會社