專利名稱：后沿箝位電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及視頻信號處理。
背景技術(shù)：
在視頻信號處理系統(tǒng)中，不管是純模擬的還是數(shù)字化的視頻，經(jīng)常期望實現(xiàn)一種后沿箝位電路來將信號的DC工作點設(shè)置到預(yù)定的參考電壓。為理解傳統(tǒng)的技術(shù)，將說明圖1中所示的Broadcom7020IC 10的建議的操作。視頻信號V1被視頻運(yùn)算放大器6緩沖，并且通過耦合電容器8被提供IC 10的視頻輸入端，其中，所述視頻信號被模數(shù)(A/D)轉(zhuǎn)換器12數(shù)字化，并且被并行施加到視頻解碼器(VDEC)14和鍵控比較器18的輸入端16。另一個比較器輸入20接收預(yù)定的參考電壓22。比較器輸出24是誤差信號，它輸出在比較器輸入16的后沿電壓電平與預(yù)定的參考電壓22之間的差。在VDEC 14中產(chǎn)生一個后沿箝位電路(BPC)脈沖26，并將其用于在后沿間隔期間使能比較器18。誤差信號24和BPC脈沖26被施加到脈寬調(diào)制器(PWM)28，在BPC脈沖間隔期間輸出經(jīng)過頻寬比調(diào)制的信號30，并且其輸出在所有其它時間被三態(tài)設(shè)置到必要的開路狀態(tài)。PWM輸出30是以水平速率的脈沖串操作，其高電平和低電平分別為大約0伏和3.3伏，并且，當(dāng)比較器輸入16等于預(yù)定的參考電壓22、并且在比較器輸入16從與預(yù)定的參考電壓22相比最高向與預(yù)定的參考電壓22相比最低變化時從大約0％到大約100％變化時，其脈沖寬度約為50％。以此方式，PWM輸出30是有極性的，以提供適合于校正視頻輸入的直流恢復(fù)的負(fù)反饋。PWM輸出30被電阻器32和電容器34低通濾波，這個被濾波的值通過電阻器36被施加到視頻輸入上。施加到視頻輸入的被校正的直流偏壓值被存儲在耦合電容器8上，保持這個值直到下一個水平后沿間隔，在該點上施加一個新的校正的偏壓。然而，當(dāng)視頻被首先施加到A/D轉(zhuǎn)換器12輸入時，VDEC 14輸入的偏壓將有可能在VDEC 14的動態(tài)范圍之外，并且將因此使得VDEC 14難于確定水平同步的位置，而且因此不能獲得正確定時的BPC脈沖。為此，VDEC 14以空轉(zhuǎn)方式工作直到反饋回路緩慢地響應(yīng)，并且VDEC 14找到水平同步，測量跟隨的后沿的A/D值距離(1024個A/D值中的)理想值240有多遠(yuǎn)，并且進(jìn)行校正，以便將比較器輸入16的后沿電平調(diào)整為正確的值。其后，VDEC 14以鎖定的方式工作以便正確地識別同步和后沿間隔。當(dāng)實現(xiàn)如上所述的后沿箝位電路時會遇到幾個問題。首先，需要一個視頻運(yùn)算放大器來提供很低的輸出阻抗驅(qū)動器，以便最小化由于PWM信號對視頻輸入的影響而導(dǎo)致的回路中的偏差。第二，回路增益由電阻器32和36的和的倒數(shù)確定，因此較低。第三，在使用與輸入電容器8和濾波電容器34相關(guān)的兩個主電極(dominant pole)時，難于獲得回路響應(yīng)穩(wěn)定性，并且，當(dāng)A/D轉(zhuǎn)換器12和VDEC 14開始超出其最佳動態(tài)范圍之外時，由于難于識別后沿間隔，回路的初始穩(wěn)定過長。本發(fā)明正是打算以非常經(jīng)濟(jì)有效的方式解決這些問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種用于箝位視頻信號的后沿間隔的方法，包括將所述視頻信號的同步脈沖頂部電平箝位到可變的參考電壓，把經(jīng)過同步脈沖頂部箝位的視頻信號的后沿電壓電平與預(yù)定的參考電壓進(jìn)行比較，產(chǎn)生表示在后沿電壓電平與預(yù)定的參考電壓之間的差的一個誤差信號，并且響應(yīng)誤差信號來調(diào)整可變的參考電壓，以使誤差信號最小化。


在附圖中圖1是后沿箝位電路的傳統(tǒng)實現(xiàn)的方框圖；圖2說明了表示PWM輸出信號的特征的各種波形；圖3說明了典型的同步脈沖頂部箝位電路；圖4說明了利用可變電壓參考的同步脈沖頂部箝位電路；以及圖5是說明本發(fā)明的一個實施例的方框圖。
在附圖中，在多個附圖中使用相同的參考標(biāo)號表示在其它附圖中的相同或類似的特征。
具體實施例方式
從下面通過示例的說明中，本發(fā)明的特點和優(yōu)點將變得更清楚。
參見圖3，示出了典型的同步脈沖頂部箝位電路40，與到諸如Broadcom7020 IC之類的視頻處理單元的視頻輸入結(jié)合使用。晶體管42，基于晶體管的電路，即電阻器44、電阻器46和電容器34，以及發(fā)射級電阻器48提供了固定的DC電壓。箝位動作由二極管50、漏泄電阻52、以及耦合電容器8來執(zhí)行。同步脈沖頂部將被箝位到的電壓由電阻器44和46的分配比來確定。
現(xiàn)在參見圖4，當(dāng)PWM信號30通過電阻器32被施加到同步脈沖頂部箝位電路參考輸入33時，PWM輸出30將被電容器34低通濾波，并且將向同步脈沖頂部箝位電路提供可變的參考。以此方式，可以響應(yīng)PWM輸出30的頻寬比，而由可變的參考來調(diào)整同步脈沖頂部電平、以及當(dāng)前在二極管50的陰極的視頻的后沿電平。
現(xiàn)在參見圖5，應(yīng)當(dāng)注意，在本發(fā)明的優(yōu)選實施例中，來自Broadcom 7020IC 10的PWM輸出30通過電阻器32施加到同步脈沖頂部箝位電路輸入33。基于視頻信號的初始施加，控制器31將PWM 28保持在三態(tài)模式中，從而開通反饋回路。通過適當(dāng)選擇同步脈沖頂部箝位電路的電阻器44和46的分配比(圖3和圖4中所示)，視頻輸入將幾乎同時被偏置到大約校正電平。在本實施例中，在視頻信號的初始施加時，當(dāng)PWM輸出30被保持在三態(tài)模式時，選擇電阻器44和電阻器46的值，以便在晶體管42的發(fā)射極達(dá)到大約1.6V的直流電壓，這樣來偏置同步脈沖頂部箝位的視頻輸入信號，以便提供大約1.3V的后沿電壓電平。當(dāng)VDEC 14通知控制器31它已經(jīng)獲得了鎖定時，控制器31將PWM 28置于活動模式，并且在每個后續(xù)的BPC脈沖間隔期間閉合回路。在活動的視頻期間，PWM被置于三態(tài)，以便電容器保持DC電平。一旦后沿被恢復(fù)到接近240的值，則視頻就變?yōu)镈C恢復(fù)的了，并且PWM在每一行中跟蹤誤差信號24。在同步脈沖頂部箝位電路參考輸入33，PWM輸出30被施加到電容器34之前穿過一個串聯(lián)電阻32。這允許人們設(shè)置以多快的速度來由電容器34積分PWM輸出30。由電容器34、電阻器32、以及電阻器44和電阻器46的并聯(lián)組合形成的電極是反饋回路的一個主電極。盡管電容器8還形成一個電極，但是，其電極的形成具有箝位二極管50的很低的值的動態(tài)阻抗，因此，頻率很高可以忽略。如果從中等高的阻抗驅(qū)動器提供施加到電容器8的視頻，則由于箝位電流的偏差將在同步間隔期間發(fā)生，并且，因此將不在后沿間隔期間產(chǎn)生偏差。以此方式，消除了對很低輸出阻抗的視頻運(yùn)算放大器的要求，和相關(guān)的成本。這個實施例的回路增益由電阻器44和電阻器46的并聯(lián)的組合對電阻器32的比來決定(圖2和3中示出)。作為結(jié)果，提供了回路增益和回路響應(yīng)的獨(dú)立設(shè)計調(diào)整。
盡管優(yōu)選實施例的描述是以電壓的形式進(jìn)行的，但是應(yīng)當(dāng)明白，可以使用電壓和/或電流。雖然已經(jīng)參照優(yōu)選實施例具體描述了本發(fā)明，顯然，在不脫離所附的權(quán)利要求所限定的本發(fā)明的精神和范圍的情況下，可以在實施例中進(jìn)行各種改變。
權(quán)利要求
1.一種箝位視頻信號的后沿間隔的方法，包括將所述視頻信號的同步脈沖頂部箝位到可變的參考電壓；把經(jīng)過同步脈沖頂部箝位的視頻信號的后沿電壓電平與預(yù)定的參考電壓進(jìn)行比較；產(chǎn)生表示在所述后沿電壓電平與預(yù)定的參考電壓之間的差的一個誤差信號；以及響應(yīng)于所述的誤差信號來調(diào)整所述可變的參考電壓，以便最小化所述誤差信號。
2.按照權(quán)利要求1的方法，還包括步驟在所述比較步驟之前，將所述經(jīng)過同步脈沖頂部箝位的視頻信號進(jìn)行數(shù)字化。
3.按照權(quán)利要求2的方法，其中調(diào)整所述可變的參考電壓的步驟包括步驟使用一個經(jīng)過脈沖寬度調(diào)制的信號來產(chǎn)生所述可變的參考電壓信號，以便經(jīng)過所述頻寬比調(diào)制的信號的頻寬比響應(yīng)于所述的誤差信號。
4.按照權(quán)利要求2的方法，還包括步驟在所述經(jīng)過同步脈沖頂部箝位的視頻信號的初始施加之后、暫時禁止所述可變的參考電壓的所述調(diào)整。
5.按照權(quán)利要求1的方法，其中調(diào)整所述可變的參考電壓的步驟包括步驟使用一個經(jīng)過脈沖寬度調(diào)制的信號來產(chǎn)生所述可變的參考電壓信號，以便經(jīng)過所述頻寬比調(diào)制的信號的頻寬比響應(yīng)于所述的誤差信號。
6.按照權(quán)利要求5的方法，還包括步驟在所述經(jīng)過同步脈沖頂部箝位的視頻信號的初始施加之后、暫時禁止所述可變的參考電壓的所述調(diào)整。
7.按照權(quán)利要求1的方法，還包括步驟在所述經(jīng)過同步脈沖頂部箝位的視頻信號的初始施加之后、暫時禁止所述可變的參考電壓的所述調(diào)整。
8.按照權(quán)利要求1的方法，其中調(diào)整所述可變的參考電壓的步驟還包括步驟在所述比較步驟之前數(shù)字化所述經(jīng)過同步脈沖頂部箝位的視頻信號；使用一個經(jīng)過脈沖寬度調(diào)制的信號來產(chǎn)生所述可變的參考電壓信號，以便所述經(jīng)過頻寬比調(diào)制的信號的頻寬比響應(yīng)于所述的誤差信號；以及在所述經(jīng)過同步脈沖頂部箝位的視頻信號的初始施加之后、暫時禁止所述可變的參考電壓的所述調(diào)整。
9.一種用于在視頻信號的后沿間隔期間調(diào)整視頻信號的電平的裝置，包括用于響應(yīng)可變的參考電壓來調(diào)整所述視頻信號的同步脈沖頂部電平的裝置；用于將在所述經(jīng)過同步脈沖頂部電平調(diào)整的視頻信號的后沿間隔期間的、所述經(jīng)過同步脈沖頂部電平調(diào)整的視頻信號的所述后沿電平與一個預(yù)定的參考電壓進(jìn)行比較的裝置；用于確定在所述經(jīng)過同步脈沖頂部電平調(diào)整的視頻信號的后沿間隔電平與所述預(yù)定的參考電壓之間的一個差信號的裝置；以及用于以將所述差信號向零降低的方式、響應(yīng)所述差信號來控制所述可變的參考電壓的裝置。
10.按照權(quán)利要求9所述的裝置，還包括用于將所述經(jīng)過同步脈沖頂部電平調(diào)整的視頻信號轉(zhuǎn)換為所述經(jīng)過同步脈沖頂部電平調(diào)整的視頻信號的數(shù)字表示的裝置。
11.按照權(quán)利要求10所述的裝置，其中用于響應(yīng)所述差信號而控制所述可變的參考電壓的所述裝置包括脈沖寬度調(diào)制器。
12.按照權(quán)利要求10所述的裝置，還包括用于在所述經(jīng)過同步脈沖頂部電平調(diào)整的視頻信號的初始施加之后、暫時禁止用于響應(yīng)所述可變的參考電壓而調(diào)整所述視頻信號的所述同步脈沖頂部電平的所述裝置的裝置。
13.按照權(quán)利要求9所述的裝置，其中用于響應(yīng)所述差信號而控制所述可變的參考電壓的所述裝置包括脈沖寬度調(diào)制器。
14.按照權(quán)利要求13所述的裝置，還包括用于在所述經(jīng)過同步脈沖頂部電平調(diào)整的視頻信號的初始施加之后、暫時禁止用于響應(yīng)所述可變的參考電壓而調(diào)整所述視頻信號的所述同步脈沖頂部電平的所述裝置的裝置。
15.按照權(quán)利要求9所述的裝置，還包括用于在所述經(jīng)過同步脈沖頂部電平調(diào)整的視頻信號的初始施加之后、暫時禁止用于響應(yīng)所述可變的參考電壓而調(diào)整所述視頻信號的所述同步脈沖頂部電平的所述裝置的裝置。
16.按照權(quán)利要求9所述的裝置，還包括用于將所述經(jīng)過同步脈沖頂部電平調(diào)整的視頻信號轉(zhuǎn)換為所述經(jīng)過同步脈沖頂部電平調(diào)整的視頻信號的數(shù)字表示的裝置；用于響應(yīng)所述差信號而控制所述可變的參考電壓的所述裝置包括脈沖寬度調(diào)制器；以及用于在所述經(jīng)過同步脈沖頂部電平調(diào)整的視頻信號的初始施加之后、暫時禁止用于響應(yīng)所述可變的參考電壓而調(diào)整所述視頻信號的所述同步脈沖頂部電平的所述裝置的裝置。
17.一種用于箝位視頻信號的后沿間隔的裝置，包括終端，用于接收所述視頻信號；鍵控比較器，用于確定在所述后沿間隔的電平與預(yù)定的參考電壓之間的差，所述鍵控比較器具有用于提供可變的參考電壓的輸出；同步脈沖頂部箝位電路，被配置成響應(yīng)所述鍵控比較器的輸出，以一個數(shù)量和極性，來調(diào)整施加到所述輸入視頻信號的DC偏壓，以便使得所述后沿電平實質(zhì)上等于所述預(yù)定的參考電壓。
18.按照權(quán)利要求17所述的裝置，還包括A/D轉(zhuǎn)換器，用于在所述視頻信號被施加到所述鍵控比較器之前、將所述視頻信號進(jìn)行數(shù)字化。
19.按照權(quán)利要求18所述的裝置，還包括脈沖寬度調(diào)制器，所述脈沖寬度調(diào)制器在一個輸入端接收來自所述鍵控比較器的所述輸出，并且在所述脈沖寬度調(diào)制器的輸出提供一個可變的頻寬比信號，其頻寬比響應(yīng)所述鍵控比較器的所述輸出，所述脈沖寬度調(diào)制器的輸出向所述同步脈沖頂部箝位電路提供所述可變的參考電壓。
20.按照權(quán)利要求18所述的裝置，還包括控制器，用于在所述輸入視頻信號的初始施加之后、暫時禁止所述可變的參考電壓。
21.按照權(quán)利要求17所述的裝置，還包括脈沖寬度調(diào)制器，所述脈沖寬度調(diào)制器在一個輸入端接收來自所述鍵控比較器的所述輸出，并且在所述脈沖寬度調(diào)制器的輸出提供一個可變的頻寬比信號，其頻寬比響應(yīng)所述鍵控比較器的所述輸出，所述脈沖寬度調(diào)制器的輸出向所述同步脈沖頂部箝位電路提供所述可變的參考電壓。
22.按照權(quán)利要求21所述的裝置，還包括控制器，用于在所述輸入視頻信號的初始施加之后、暫時禁止所述可變的參考電壓。
23.按照權(quán)利要求17所述的裝置，還包括控制器，用于在所述輸入視頻信號的初始施加之后、暫時禁止所述可變的參考電壓。
24.按照權(quán)利要求17所述的裝置，還包括A/D轉(zhuǎn)換器，在所述視頻信號被施加到所述鍵控比較器之前，將所述視頻信號進(jìn)行數(shù)字化；脈沖寬度調(diào)制器，所述脈沖寬度調(diào)制器在一個輸入端接收來自所述鍵控比較器的所述輸出，并且，在所述脈沖寬度調(diào)制器的輸出提供一個可變的頻寬比信號，其頻寬比響應(yīng)所述鍵控比較器的所述輸出，所述脈沖寬度調(diào)制器的輸出向所述同步脈沖頂部箝位電路提供所述可變的參考電壓；以及控制器，用于在所述輸入視頻信號的初始施加之后、暫時禁止所述可變的參考電壓。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種方法及其裝置，用于箝位視頻信號的后沿間隔，包括將所述視頻信號的同步脈沖頂部電平箝位到可變的參考電壓(33)；把經(jīng)過同步脈沖頂部箝位的視頻信號的后沿電壓電平與預(yù)定的參考電壓(22)進(jìn)行比較；產(chǎn)生表示在后沿電壓電平與預(yù)定的參考電壓(22)之間的差的誤差信號(24)；以及響應(yīng)于所述的誤差信號(24)來調(diào)整可變的參考電壓(33)，以便最小化所述誤差信號(24)。
文檔編號H03M1/12GK1475073SQ01819188
公開日2004年2月11日 申請日期2001年11月21日 優(yōu)先權(quán)日2000年11月27日
發(fā)明者羅納德·T·基恩, 羅納德 T 基恩 申請人:湯姆森特許公司