專利名稱：一種相位誤差校正的方法和設備的制作方法
技術領域：
本發明涉及通信技術領域，尤其涉及一種相位誤差校正的方法和設備。
背景技術：
DDS( Direct Digital Synthesis,直接數字合成)是在CVBS( Composite Video Baseband Signal,復合視頻基帶信號)數字編碼器中使用的一項關4建技術，該 技術可直接在數字域產生色度正交幅度調制需要的色度副載波正弦函數和余 弦函數的波形。
DDS的原理結構如圖1所示，計算正弦函數和余弦函數的模擬頻率與時鐘 頻率的比值得到數字頻率。該數字頻率通常是一個具有無限精度的實數，經 過量化處理，可以轉換為二進制形式的數字頻率。在每個時鐘周期，DTO (Discrete Time Oscillator,離散時間振蕩器)通過累加二進制形式的數字頻率， 并對N求模得到正弦函數和余弦函數的相位。其中，N為數字頻率^"的二進制 形式表示，為了方便查找表的設計，N通常取為2的整數次冪。利用該相位的 高位部分作為查找表的索引，可以得到正弦函數和余弦函數的波形。
采用DDS技術，僅使用數字電路就可以產生正弦函數和余弦函數，并且 波形較由模擬電路方法產生的更加穩定。但是，受字長限制，DDS能夠產生 的正弦和余弦波形的頻率不是連續分布的。對于給定的時鐘頻率，不論如何 加大字長，隨意給定頻點的正弦和余弦波形不一定能夠準確產生。因此，DDS 產生的正弦和余弦波形和實際需要的正弦和余弦波形之間會存在一個因量化 而造成的固有頻率誤差。如果字長不斷加大，該誤差會變得越來越小，但始 終不會消除。隨著時間的流逝，這種頻率量化誤差會積累成量值較大的相位 誤差。在關注相位的應用場合，如CVBS信號數字編碼器，這種積累而成的相位誤差需要仔細處理。
CVBS信號色度副載波在相鄰兩行或兩場之間需要滿足嚴格的相位要求。 舉例來i兌，對于NTSC (National Television System Committee,美國國家電^L制 式委員會)制，要求前后兩行色度副載波相位相差"弧度，前后兩場色度副載 波相位也相差"弧度。在接收端CVBS解碼器中，梳狀濾波器正是基于這一特 性來完成亮度信號和色度信號的相互分離。如果這一特性不能滿足，梳狀濾 波器將會造成亮度信號和色度信號的相互串擾，降低電視接收機的畫面質量。
對于NTSC,色度副載波頻率通常為3.579545MHz，對于PAL (Phase Alternation Line,逐行倒相)，色度副載波頻率通常為4.43361875MHz,兩者 對時鐘頻率(通常為13.5MHz)的比值都不能用有限字長的二進制數字表示。 因此，送給DTO的數字頻率并不是色度副載波模擬頻率的準確表示，兩者之 間存在一個微小的量化誤差。如果不作修正，這個頻率誤差會不斷積累，在 相鄰行之間、以及相鄰場之間形成較大的相位誤差。如前所述，對于對相位 誤差比較敏感的梳狀濾波器來說，這是不能容忍的。
為了解決上述問題，現有技術采取了兩項措施 一是加大DTO的字長。 二是根據CVBS信號色度副載波相位的變化規律，周期性的對DTO進行修正。 對于NTSC制，如前所述，色度副載波相位前后兩行相差"弧度，前后兩場也
相差冗弧度；對于PAL制，色度副載波相位前后兩行相差約工弧度，前后兩場
2
相差2;r弧度。在圖2中，相位修正模塊根據這些規律產生加載控制和修正相 2
位信號，在行或場同步信號到來時，對DTO的相位進行修正。
在實現本發明的過程中，發明人發現現有技術存在以下缺點 在行或場同步到來時，對DTO在一行或一場范圍內由頻率誤差積累的相 位誤差強制"歸零"，看似消除了相位誤差，實際上在色度副載波上引入了 一個相位突變。這個相位突變對于解碼器色度副載波恢復鎖相環來說是一個
相位階躍激勵。該鎖相環不能立即消除由編碼器DDS產生的相位階躍，相反， 在這個相位階躍的沖擊下，該鎖相環會暫時脫離相位鎖定狀態。當解碼器色 度副載波恢復鎖相環不能精確跟蹤色度副載波相位時，在解碼器色度解調電 路中，兩個色差信號會相互串擾，導致至少在每行和每場的起始部分會出現
誤差問題，只是把由此帶來的亮色串擾問題轉化為兩個色差信號之間的相互 串擾問題。
發明內容
本發明實施例提供了 一種相位誤差校正的方法和設備，以保證前后兩行 或兩場之間的相位關系滿足視頻制式標準的要求，不會因為頻率量化誤差的 長期積累而形成將對解碼器色度副載波恢復鎖相環造成沖擊的相位階躍。
本發明實施例提供了一種相位誤差校正的設備，包括
鑒相器，用于在行同步信號和場同步信號到來時，鎖存從數控振蕩器送 來的受控相位，并與所述行同步信號和場同步信號到來的時刻參考相位進行 比較，輸出相位誤差；
環路濾波器，用于接收由所述鑒相器送來的相位誤差，進行低通濾波， 得到頻率控制字信號；
數控振蕩器，用于接收從所述環路濾波器送來的頻率控制字信號，產生 受控制的相位信號，所述相位信號傳送至所述鑒相器，所述相位信號的高位 部分傳送至查找表；
查找表，用于根據所述相位信號的高位部分獲取對應的正弦和余弦函數 的量化值。
本發明實施例提供了一種相位誤差校正的方法，應用于包括鑒相器，環 路濾波器，數控振蕩器和查找表的設備中，所述方法包括以下步驟
數控振蕩器接收從環路濾波器送來的頻率控制字信號，產生受控制的相 位信號，將產生的受控的相位信號傳送至給鑒相器，并將所述相位信號的高
位部分傳送至查找表，得到與所述相位對應的正弦或余弦函數的量化值；
鑒相器在行同步信號和場同步信號到來時，鎖存從所述數控振蕩器送來
的受控相位信號，并與所述行同步信號和場同步信號到來的時刻的參考相位
進行比較，輸出所述相位誤差；
環路濾波器接收從所述鑒相器送來的所述相位誤差，進行低通濾波，將
得到頻率控制字信號送給所述數控振蕩器。
本發明的實施例中，通過引入DPLL反饋控制技術，消除復合視頻信號
編碼器中DDS對頻率量化誤差的長期積累，把大粒度的相位誤差切割成小粒
度相位誤差，并使其在時間上均勻分布，進而消除了在利用現有DDS技術產
生的復合視頻信號色度副載波中存在的大幅值的相位階躍。這樣， 一方面， 能夠保證前后兩行之間和前后兩場之間的相位關系滿足視頻制式標準的要
求，另一方面，保證不會因為頻率量化誤差的長期積累而形成將對解碼器色 度副載波恢復鎖相環造成沖擊的相位階躍。
為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實 施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作一筒單地介紹，顯而易見地，下 面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講， 在不付出創造性勞動性的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。
圖1是現有技術中DDS的原理結構圖2是現有技術中DDS相位修正示意圖3是本發明實施例中DDS的總體結構示意圖4是本發明實施例中鑒相器結構示意圖5是本發明實施例中環路濾波器結構示意圖6是本發明實施例中數控振蕩器結構示意圖7是本發明實施例中查找表結構示意圖8是本發明實施例中 一種相位誤差校正的方法流程圖。
具體實施例方式
下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行 清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而 不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作 出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。
本發明實施例通過在DDS中引入數字鎖相環DPLL ( Digital Phase-Lock Loop,數字鎖相環)反饋控制技術，如圖3所示，包括
鑒相器310,用于在行同步信號和場同步信號到來時，鎖存從數控振蕩器 送來的受控相位，并與該行同步信號和場同步信號到來的時刻參考相位進行 比舉交，輸出相位誤差；
環路濾波器320,用于接收由鑒相器310送來的相位誤差，進行低通濾波， 得到頻率控制字信號，并將頻率控制字信號送給數控振蕩器330;
數控振蕩器330,用于接收從環路濾波器320送來的頻率控制字信號，產 生受控制的相位信號，所述相位信號在送給鑒相器310的同時，該相位信號的 高位部分也送給查找表340;
查找表340，用于根據從數控振蕩器330送來的受控相位信號的高位部分 獲取對應的正弦和余弦函數的量化值。
本發明實施例中將現有技術中只能按照固定頻率振蕩的DTO換成了可以 根據頻率控制字動態調節自己振蕩頻率的DCO ( Digital Control Oscillator,數 控振蕩器)。在頻率控制字取0值時，DCO330工作在中心頻率下，這個中心 頻率也就是正弦函數和余弦函數的模擬頻率對時鐘頻率比值的二進制量化表 示。在頻率控制字取正值時，DCO330加快振蕩頻率。在頻控制字耳又負值時， DCO330減慢振蕩頻率。DCO330產生的受控相位信號送給鑒相器310，在行同 步信號和場同步信號到來時，鑒相器310鎖存該相位信號，并與依賴于制式的 該時刻的參考相位信號進行比較，給出相位誤差。環路濾波器320對上述相位 誤差進行低通濾波，得到比較平滑的頻率控制字，頻率控制字具有量值較小、 在時間上均勻分布的特性，因此，能夠保證由DCO330送出的受控相位不存在 大幅值的階躍。DCO330產生的受控相位信號的高位部分作為索引送給了查找 表340，通過查表340得到與該相位信號對應的正弦函數和余弦函數的量化值。 其中，鑒相器310結構如圖4所示，包括參考相位發生器311、鎖存器 312和減法器313。參考相位由參考相位發生器311根據當前視頻信號的制式 參數通過行同步信號和場同步信號產生；鎖存器312生成鎖存相位，減法器 313將參考相位與鎖存相位相減獲得相位誤差。鑒相器310直接對相位信息進 行比較，而不是借助于正弦函數或余弦函數的波形。減法器313實現線性鑒 相特性，保證鑒相特性中不包含任何非線性的高頻諧波分量；鑒相器310不 需要有很寬的線性工作區，因為根據行頻和場頻對色度副載波頻率之間的比 例關系，適當選擇DCO的字長，可以保證參考相位和DCO相位之差保持在 ]的范圍內。
環路濾波器320,如圖5所示，接收由鑒相器310送來的相位誤差，經過 內部處理，產生頻率控制字。頻率控制字由正極性控制線和負極性控制線組 成。正極性控制線和負極性控制線均為低電平時，表示0;正極性控制線為高 電平負極性控制線為低電平時，表示+l;正極性控制線為低電平負極性控制 線為高電平時，表示-1,正極性控制線和負極性控制線均為高電平時為非法狀 態，設計中不會出現。
環路濾波器320內部處理算法如下通過適當選擇DCO的字長，保證鑒 相器310給出的相位誤差比兩個行同步前沿之間的時鐘周期數小一個數量級。 記兩個行同步前沿之間的時鐘周期數為HCNT,相位誤差為PE,兩者的比值 HCNT/PE記為R。如果相位誤差為正值，在下一個行同步或場同步到來之前， 負極性控制線一直保持低電平，正極性控制線每R個時鐘周期給出一個時鐘 周期的高電平；如果相位誤差為負值，在下一個行同步或場同步到來之前， 正極性控制線一直保持低電平，負極性控制線每R個時鐘周期給出一個時鐘 周期的高電平。在這里，環路濾波器320對因頻率誤差造成的相位誤差進行 了分割，并對其在時間上的分布做了均勻化處理。
數控振蕩器330，如圖6所示，包括第一加法器、第二加法器和寄存器。 頻率控制字和中心頻率輸入到第 一加法器進行加運算；第 一加法器輸出的結 果進入第二加法器，與寄存器輸出的反饋相位進行加運算；第二加法器輸出 的結果通過寄存器鎖存并輸出相位。其中，中心頻率是根據色度副載波模擬 頻率計算得到的量化二進制數字頻率，頻率控制字是環路濾波器給出的只有
三種取值的數字信號，這三種取值是-1, 0, +1。
查找表340,如圖7所示，包括查表前處理子模塊341、正弦ROM表子 模塊342、余弦ROM表子模塊343和查表后處理子模塊344。根據正弦函數 和余弦函數的周期性和對稱性，正弦ROM表子模塊342和余弦ROM表子模
塊343只需分別保存正弦函數和余弦函數在[O, 7]區間內的部分。其中，查表 前處理子模塊341 ，用于在查表前對數控振蕩器330產生的相位/,#進行變換，
使變換后的信號的相位落在區間[o, 7]內，實現在查表前把一個
內；查表后處理子模塊344，用于在得到正弦函 數和余弦函數的絕對值之后，根據所述相位/,子^相位信息，在需要時對兩 絕對值進行互換或者為兩者添加適當的正或負符號。例如，原始的相位信息
在[O, 7]時，需要對正弦函數的絕對值之后添加正號，對余弦函數的絕對值之
后添加正號；原始的相位信息在[4，"時，需要對正弦函數的絕對值之后添
加正號，對余弦函數的絕對值之后添加負號；原始的相位信息在[",7]時， 需要對正弦函數的絕對值之后添加負號，對余弦函數的絕對值之后添加負號；
原始的相位信息在[7, 2;r]時，需要對正弦函數的絕對值之后添加負號，對 余弦函數的絕對值之后添加正號。
本發明實施例提供了一種相位誤差校正的方法，如圖8所示，包括以下 步驟
步驟101, DCO接收LF (Loop Filter,環路濾波器)輸出的頻率控制字 信號，產生受控制的相位信號，將產生的受控的相位信號傳送至給鑒相器， 并將所述相位信號的高位部分傳送至查找表，得到與所述相位對應的正弦或 余弦函數的量化值。
步驟102， DCO將產生的受控相位信號送給PD，在行同步信號和場同步信 號到來時，PD鎖存該相位信號，并與依賴于制式的該時刻的參考相位信號進 行比較，給出相位誤差。其中，進行比較獲得相位誤差包括根據視頻信號 的制式參數由行同步信號和場同步信號產生參考相位信號；對數控振蕩器產 生的相位信號由行同步信號和場同步信號鎖存而產生鎖存相位信號；直接對 參考相位信號和鎖存相位信號進行比較，輸出相位誤差。
步驟103, LF接收由鑒相器給出的相位誤差，進行低通濾波，即對因頻率 誤差造成的相位誤差進行分割，產生頻率的量值較小的，在時間上均勻分布 的頻率控制字，該控制字被送給DCO,以產生受控的不含大幅值階躍的相位 信號。例如，通過對因頻率誤差造成的相位誤差進行分割，產生量值較小的， 在時間上均勻分布的頻率控制字信號，并送給所述數控振蕩器。
所述將相位信號的高位部分傳送至查找表，得到與所述相位對應的正弦 或余弦函數的量化值具體包括查表前將由數控振蕩器給出的
區間內；
才艮據正弦和余弦函數的周期性和對稱性，在正弦ROM表和余弦ROM表 中分別保存正弦函數和余弦函數在[O, *]區間內的部分；
在得到正弦函數和余弦函數的絕對值后，根據所述相位信號的相位信息， 對兩絕對值進行互換或者為所述兩絕對值添加正或負符號。
本發明實施例中，在DDS中引入DPLL反饋控制技術，對于同等量級的相 位誤差，對DCO字長的要求遠低于現有技術對DTO字長的要求；消除CVBS 編碼器中DDS對頻率量化誤差的長期積累，把大粒度的相位誤差切割成小粒 度相位誤差，并使其在時間上均勻分布，保證不會因為頻率量化誤差的長期 積累而形成對解碼器色度副載波恢復鎖相環造成沖擊的相位階躍，進而保證 解碼器色度解調電路不會引入兩路色差信號之間的串擾。同時保證前后兩行 之間和前后兩場之間的相位關系滿足視頻制式標準的要求，進而保證解碼器 梳狀濾波器能夠正常工作，不會引進亮色串擾。
通過以上的實施方式的描述，本領域的技術人員可以清楚地了解到本 發明可以通過石更件實現，也可以可借助軟件加必要的通用硬件平臺的方式 來實現基于這樣的理解，本發明的技術方案可以以軟件產品的形式體現出 來，該軟件產品可以存儲在一個非易失性存儲介質(可以是CD-ROM， U 盤，移動硬盤等)中，包括若干指令用以使得一臺計算機設備(可以是個 人計算機，服務器，或者網絡設備等)執行本發明各個實施例所述的方法。
以上公開的僅為本發明的幾個具體實施例，但是，本發明并非局限于此， 任何本領域的技術人員能思之的變化都應落入本發明的保護范圍。
權利要求
1、一種相位誤差校正的設備，其特征在于，包括鑒相器，用于在行同步信號和場同步信號到來時，鎖存從數控振蕩器送來的受控相位，并與所述行同步信號和場同步信號到來的時刻參考相位進行比較，輸出相位誤差；環路濾波器，用于接收由所述鑒相器送來的相位誤差，進行低通濾波，得到頻率控制字信號；數控振蕩器，用于接收從所述環路濾波器送來的頻率控制字信號，產生受控制的相位信號，所述相位信號傳送至所述鑒相器，所述相位信號的高位部分傳送至查找表；查找表，用于根據所述相位信號的高位部分獲取對應的正弦和余弦函數的量化值。
2、 如權利要求1所述相位誤差校正的設備，其特征在于，所述查找表包括查表前處理子模塊，用于在查表前把所述數控振蕩器產生的相位信號變 換到區間[O, π/4]內；正弦ROM表子模塊，用于保存正弦函數在[O,π/4 ]區間部分；余弦ROM表子模塊，用于保存余弦函數在[O, π/4]區間部分；查表后處理子模塊，用于得到正弦函數和余弦函數的絕對值后，根據所 述相位信號的相位信息，對兩絕對值進行互換或者為所述兩絕對值添加正或負符號。
3、 如權利要求1所述相位誤差校正的設備，其特征在于，所述鑒相器包括參考相位發生器子模塊，用于根據當前視頻信號的制式參數由行同步信號和場同步信號產生參考相位；鎖存器子模塊，用于對數控振蕩器產生的受控相位由行同步信號和場同 步信號鎖存而產生鎖存相位；減法器子模塊，用于獨立于正弦函數或余弦函數的波形而直接對所述參 考相位和所述鎖存相位進行比較，輸出所述相位誤差。
4、 如權利要求1所述相位誤差校正設備，其特征在于，所述環路濾波器 用于接收從鑒相器輸送來的相位誤差，對因頻率誤差造成的相位誤差進行均 勻分割，產生量值較小的，在時間上均勻分布的頻率控制字信號，并將所述 頻率控制字信號傳送至所述數控振蕩器。
5、 一種相位誤差校正的方法，其特征在于，應用于包括鑒相器，環路濾 波器，數控振蕩器和查找表的設備中，所述方法包括以下步驟數控振蕩器接收從環路濾波器送來的頻率控制字信號，產生受控制的相 位信號，將產生的受控的相位信號傳送至給鑒相器，并將所述相位信號的高 位部分傳送至查找表，得到與所述相位對應的正弦或余弦函數的量化值；鑒相器在行同步信號和場同步信號到來時，鎖存從所述數控振蕩器送來 的受控相位信號，并與所述行同步信號和場同步信號到來的時刻的參考相位 進行比較，輸出所述相位誤差；環路濾波器接收從所述鑒相器送來的所述相位誤差，進行低通濾波，將 得到頻率控制字信號送給所述數控振蕩器。
6、 如權利要求5所述相位誤差校正方法，其特征在于，所述將相位信號 的高位部分傳送至查找表，得到與所述相位對應的正弦或余弦函數的量化值 包括查表前將由數控振蕩器產生的所述相位信號變換到[O, i]區間內； 根據正弦和余弦函數的周期性和對稱性，在正弦ROM表和余弦ROM表中分別保存正弦函數和余弦函數在[O, l]區間內的部分；在得到正弦函數和余弦函數的絕對值后，根據所述相位信號的相位信息， 對兩絕對值進行互換或為所述兩絕對值添加正或負符號。
7、 如權利要求5所述相位誤差校正方法，其特征在于，所述進行比較獲 得相位誤差包括根據視頻信號的制式參數由行同步信號和場同步信號產生參考相位； 對數控振蕩器產生的相位由行同步信號和場同步信號鎖存而產生鎖存相位；直接對所述參考相位和所述鎖存相位進行比較，輸出相位誤差。
8、 如權利要求5所述相位誤差校正方法，其特征在于，將所述比較平滑 的頻率控制字信號送給所述數控振蕩器包括通過對因頻率誤差造成的相位誤差進行分割，產生量值較小的，在時間 上均勻分布的頻率控制字信號，并將所述頻率控制字信號傳送至所述數控振蕩器。
全文摘要
本發明實施例公開了一種相位誤差校正的設備及方法，包括鑒相器，用于在行同步信號和場同步信號到來時，鎖存從數控振蕩器送來的受控相位，并與所述時刻參考相位進行比較，輸出相位誤差；環路濾波器，用于接收由鑒相器送來的相位誤差，進行低通濾波，得到頻率控制字信號；數控振蕩器，用于接收從環路濾波器送來的頻率控制字信號，產生受控制的相位信號，相位信號傳送至所述鑒相器，相位信號的高位部分傳送至查找表；查找表，用于根據相位信號的高位部分獲取對應的正弦和余弦函數的量化值。本發明消除復合視頻信號編碼器中DDS對頻率量化誤差的長期積累，把大粒度的相位誤差切割成均勻的小粒度相位誤差，并使其在時間上均勻分布。
文檔編號H04N9/78GK101345886SQ200810146559
公開日2009年1月14日 申請日期2008年9月3日 優先權日2008年9月3日
發明者劉國恩, 周子明, 李新昌, 逸 王, 王少華 申請人:華為技術有限公司