專利名稱：用于數(shù)字電視接收機的伴音信道電路的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及用于數(shù)字電視接收機的包括至少一個模-數(shù)變換器和至少一個數(shù)-模變換器的伴音信道電路，市場上近來已能買到這些電路。
鑒于全世界使用著各種不同的電視伴音發(fā)送標準，就希望有一種能對目前和將來的所有電視伴音標準進行解調(diào)的通用伴音信道電路。在所期望的將來的各種電視伴音標準中，與本發(fā)明有關的一種方法是有意義的，英國和北歐(斯堪的納維亞半島)目前已計劃引用這種方法，縮寫“NICAM”正開始用于這種方法。英國獨立廣播局(IBA)和英國廣播公司(BBC)1986年9月出版的標準為“英國立體聲電視發(fā)送標準規(guī)范”的刊物中描述了這種方法。
因此，本發(fā)明的目的是提供一種用于各種數(shù)字電視接收機的通用的伴音信道電路。本發(fā)明的優(yōu)點之一在于如下事實，即能用一個單片集成的伴音信道電路制造一種能處理各種不同的伴音發(fā)送標準的多標準電視機，這種伴音信道電路在伴音重放過程中自動適應各種不同的標準。下面將參照附圖更詳細地說明本發(fā)明，附圖中

圖1是根據(jù)本發(fā)明的解決辦法的第一種派生電路的高度示意的方框圖;
圖2是根據(jù)本發(fā)明的解決辦法的第二種派生電路的高度示意的方框圖;
圖3是根據(jù)本發(fā)明的解決辦法的第三種派生電路的高度示意的方框圖;
圖4是前面提到過的“NICAM”標準的一種差分正交相移鍵控調(diào)制(DQPSK)解碼器部分的高度示意的方框圖，該DQPSK部分用于本發(fā)明中是有益的。
在附圖的符號中，各個方框代表各個數(shù)字分支電路，下面將更詳細地說明這些分支電路，在這些分支電路中對各種信號進行并行處理。這種并行信號處理也可用所謂的管線傳輸技術來完成。輸入和輸出信號在一個時鐘系統(tǒng)控制下在各母線上進行傳輸，這些母線在上述各圖的符號中用象條帶一樣的連線表示。根據(jù)本發(fā)明的伴音信道電路特別適合于用絕緣柵場效應晶體管集成電路來實現(xiàn)，也就是說，特別適合于MOS(金屬氧化物半導體)集成化，這被理解為包括CMOS(互補金屬氧化物半導體)集成化，即用互補場效應晶體管來實現(xiàn)。
在附圖所說明的各實施例中，我們假定，借助于一個普通頻率選擇器和一個普通混頻器已經(jīng)把所希望的音頻和視頻模擬信號Va從經(jīng)過天線到達電視接收機的信號中分離出來并已變換成基帶(調(diào)制頻帶)，這個過程同在普通的電視接收機中所完成的一樣。
在圖1至3所表示的根據(jù)本發(fā)明的解決辦法的三種派生電路中，音頻和視頻模擬信號Va首先施加給模擬抗混低通濾波器af，經(jīng)過濾波的信號被送給單路模-數(shù)變換器ad，后者的采樣信號ts的頻率是4倍色度副載波頻率的數(shù)量級，即采樣頻率通常在15兆赫茲與25兆赫茲之間?？够斓屯V波器af把這些頻率成分與可能在模-數(shù)變換后產(chǎn)生干擾的模擬信號分開。
模-數(shù)變換器ad的輸出與帶通濾波器bp相連，后者的中頻和帶寬分別等于接收到的與電視標準有關的伴音載波頻率和相應的下面稱為“有用頻段”的帶寬。帶通濾波器bp的輸出與十分頻器dz的輸入相連，后者的時鐘信號ft是用采樣信號ts的頻率被一個整數(shù)相除而得到，這個整數(shù)的選擇要使有用頻段不受十分頻的影響。
十分頻器dz的輸出施加給低通濾波器tp，后者的頻率特性在有用頻段的頻率特性的上方并盡可能與其平行。
在圖1至3中已表明，模-數(shù)變換器ad的輸出也可被饋送給數(shù)字電視接收機的視頻信號處理分支電路vp。
低通濾波器tp的輸出提供所希望的數(shù)字伴音信號ds。這個信號被饋送給分相器ps，分相器ps有0°輸出a0和90°輸出a9。作為例子，分相可用一個希爾伯特(Hilbert)濾波器來實現(xiàn)或用其魏我恢質(zhì)故淙胄藕乓葡 0°(即產(chǎn)生一個與輸入信號垂直的信號)的電路來實現(xiàn)。
分相器ps的0°輸出a0和90°輸出a9分別與鑒相器pd的兩個輸入端之一相連，鑒相器pd有絕對值輸出aa和相角輸出ap。與相角輸出ap相連的是前面提到過的“NICAM”標準用的解碼器nd的DQPSK部分td和接通數(shù)字頻率解調(diào)電路的微分器dt。在有調(diào)幅輸入信號的情況下，能提供相應的數(shù)字幅值解調(diào)信號的絕對值輸出aa，解碼器nd的輸出和微分器dt的輸出分別與數(shù)-模變換器mw，nw和fw相連。每個數(shù)-模變換器的輸出可連接到普通的帶有揚聲器的模擬伴音信道放大器上(在各輸出端已用箭頭表明)。
圖2中用示意圖表示的根據(jù)本發(fā)明的解決辦法的第二種派生電路與圖1的第一種派生電路的不同之處在于模-數(shù)變換器ad的輸出是與混頻器m的輸入相連，混頻器m把輸入信號變換成伴音信號的基帶。混頻器m的輸出饋給第1個低通濾波器tp1，該濾波器的頻響正好在低于二分之一采樣頻率處有一個零點，該零點是被包含在接收到的與電視標準有關的信號中的伴音信號的帶寬所壓低的。
第1個低通濾波器tp1的輸出與十分頻器dz相連，后者的時鐘信號ft的頻率等于例如采樣頻率ts的四分之一，十分頻器dz后面跟隨著第2個數(shù)字低通濾波器tp2，該濾波器的頻響正好在有用頻段的上方有一個零點且盡可能平行于有用頻段的頻率特性。
圖2所示實施例的其它部分與圖1所示實施例中用同樣的標記符號標明的那些部分是相同的，因此它們不需要再加說明。
圖3中用方框圖表示的根據(jù)本發(fā)明的解決辦法的第三種派生電路與其它兩種派生電路的不同之處在于模-數(shù)變換器ad的輸出是施加給正交混頻器qm的兩個部分，正交混頻器qm再把輸入信號變換成伴音信號的基帶。正交混頻器qm的兩個部分分別饋入數(shù)字正弦波載波信號sn和數(shù)字余弦波載波信號cn。
正交混頻器qm的正弦部分和余弦部分的兩個輸出分別與第1個低通濾波器tp1和第2個低通濾波器tp2相連，后二者的頻響都正好在低于二分之一采樣頻率處有一個零點，零點是被包含在接收到的與電視標準有關的信號中的伴音信號帶寬所壓低的。第1，2兩個低通濾波器tp1和tp2的兩個輸出分別與第1個十分頻器dz1和第2個十分頻器dz2相連，這兩個十分頻器的公共時鐘信號ft的頻率等于例如采樣信號ts的頻率的四分之一。
第1，2兩個十分頻器dz1和dz2的兩個輸出分別與第3個低通濾波器tp3和第4個低通濾波器tp4相連。這兩個低通濾波器的頻響在有用頻段的上方有一個零點且盡可能與有用頻段的頻率特性平行。
第3，4兩個低通濾波器tp3和tp4的兩個輸出分別與鑒相器pd的第1，2兩個輸入端相連，該鑒相器具有絕對值輸出aa和相角輸出ap。電路的其余部分與圖1和圖2的相同。
根據(jù)本發(fā)明的各伴音信道電路的通用性以如下事實為基礎，即相互正交的信號首先由分相器ps產(chǎn)生，然后被鑒相器pd用來獲得一個絕對值信號和一個角度信號。若伴音載波已被調(diào)幅，則絕對值信號就代表已解調(diào)的伴音信息;在頻率調(diào)制或差分正交相移鍵控調(diào)制的情況下，伴音信號可從相位信號獲得。在前面提到的“NICAM”標準中，伴音信號直接從角度信號獲得，而在頻率調(diào)制的情況下，伴音信號是借助于微分器dt從角度信號獲得的。在德國電視立體聲伴音標準中，兩個立體聲信道的解調(diào)可用時間分割多路復用法由鑒相器的雙路利用來實現(xiàn)。
圖4表示解碼器nd的DQPSK部分td的一種較佳實施例的方框圖，該裝置用于把差分相移鍵控調(diào)制(DPSK)數(shù)據(jù)對dp從相角或相位差數(shù)據(jù)dd中分離出來，該相角數(shù)據(jù)dd在通常的方法中是用“定時重現(xiàn)”法從出現(xiàn)在鑒相器pd的相角輸出端ap的信號中獲得的。參見“IEEETransactionsonCommunica-tions，”May1986，pages423to429。
為了較容易地理解下面的說明，將首先論及縮寫為DQPSK的差分正交(或四級)相移鍵控調(diào)制技術。為了串行二進制數(shù)據(jù)在一個限帶信道上的同步傳輸，該二進制數(shù)據(jù)流首先被組合成兩位數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)對(也叫做“符號”)的一個同步序列，從而構成4個數(shù)字字00，01，10，11。若二進制數(shù)據(jù)流的時鐘頻率稱為“數(shù)據(jù)速率”，則符號速率等于數(shù)據(jù)速率的一半。
若這些(兩位)數(shù)字字被理解為直角坐標系統(tǒng)的坐標并被認為是2的補碼表達式中的二進制數(shù)，則它們可用來代表具有坐標軸的單位圓的4個交叉線，即代表4個角度0°，90°，180°和270°。在差分正交相移鍵控中，這些數(shù)字字當作DPSK數(shù)據(jù)對用來代表與超前的相位值的相位差，這樣，作為例子，DPSK數(shù)據(jù)對00，10，11和01就分別等效于相位差0°，90°或-270°，+/-180°，和270°或-90°。
為了傳輸，該DPSK數(shù)據(jù)對用模擬裝置或數(shù)字裝置進行濾波;在用數(shù)字裝置濾波的情況下，為此目的所必需的兩個數(shù)字濾波器的時鐘信號頻率通常將高于前面提到過的時鐘頻率。
濾波后的輸出信號受到正交調(diào)幅，也就是說，在模擬濾波后受到模擬正交調(diào)制，在數(shù)字濾波后受到數(shù)字正交調(diào)制，即根據(jù)采樣定理，載波就不是一個連續(xù)信號而是(只)包含經(jīng)過采樣的載波信號的幅值。
在這種正交調(diào)制之后，再把兩個“信道”的相互正交的信號迭加在一起，然后從數(shù)字信號變換成模擬信號。以模擬信號的形式把它們加到傳輸通道上。
在接收端，模-數(shù)變換是在一個相當高的采樣速率下完成的，隨后進行(數(shù)字)正交幅值解調(diào)，因此解調(diào)器的兩個輸出提供一串數(shù)字正交信號對。接著發(fā)生的兩個信道的低通濾波將產(chǎn)生一個信號對，必須根據(jù)頻率和相位從信號對恢復符號速率(等于兩倍數(shù)據(jù)速率)。例如，這可用期刊“IEEETransactionsonCommunica-tions”，May1986，pages423to429中所描述的方法來完成。
借助于圖1至3所說明了的信號處理，包括定時重放，是在電視接收機中完成的。在鑒相器pd的輸出端ap的包含上述相位差信息的相位數(shù)據(jù)dd仍然是多位數(shù)字字，必須從中把相位差數(shù)據(jù)分離出來。這用圖4的裝置來完成。
該相位數(shù)據(jù)dd被饋送給第1個常數(shù)加法器K1，也把相應于相角45°的數(shù)字字“45°”饋送給該加法器K1。K1的輸出與加法器sm的第1個輸入端相連，該加法器sm的輸出連接到第1個減法器S1的減數(shù)輸入端。
還設置了第2個常數(shù)加法器K2，象常數(shù)加法器K1那樣，把一個相應于相位角45°的數(shù)字字“45°”形式的常數(shù)饋送給該加法器K2，K2的輸出連接到第一個減法器S1的被減數(shù)輸入端。加法器sm輸出的符號位sb和最高有效位mb作為一個兩位信號施加到常數(shù)加法器K2的第2輸入端和延時單元V的輸入端以及第2個減法器S2的被減數(shù)輸入端，該減法器S2的輸出提供相位差信號dp。延時單元V引起的延遲時間等于DPSK數(shù)據(jù)對的原始數(shù)據(jù)速率的周期。
第1個減法器S1的輸出經(jīng)由作為鎖相環(huán)(PLL)濾波器的低通濾波器tp與加法器sm的第2個輸入端相連。
把45°數(shù)字字與相位數(shù)據(jù)dd相加，與加法器sm輸出的符號位及最高有效位相加，就實現(xiàn)了相位差數(shù)據(jù)的可靠的重現(xiàn)。
權利要求
1.包括至少一個模-數(shù)變換器和至少一個數(shù)-模變換器的用于數(shù)字電視接收機的伴音信道電路，其特征在于在基帶上的模擬音頻和視頻信號(va)經(jīng)過一個模擬抗混低通濾波器(af)饋送給一個單路模-數(shù)變換器(ad)，該變換器(ad)的采樣信號(ts)頻率是在4倍色度副載波頻率的數(shù)量級；模-數(shù)變換器(ad)的輸出與一個數(shù)字帶通濾波器(bp)相連，后者的中頻和帶寬分別等于接收到的與電視標準有關的伴音載波頻率和相應的帶寬(等于有用頻段)；帶通濾波器(bp)的輸出與一個十分頻器(dz)的輸入端相連，后者的時鐘信號(ft)是用采樣信號(ts)的頻率被一個整數(shù)相除而獲得，這個整數(shù)的選擇要使有用頻段不受十分頻的影響；十分頻器(dz)的輸出施加給一個數(shù)字低通濾波器(tp)，后者的頻率特性在有用頻段的頻率特性的上方且盡可能與其平行；低通濾波器(tp)的輸出(ds)被饋送給一個分相器(ps)，分相器(ps)有一個0°輸出(a0)和一個90°輸出(a9)，它們分別連接到帶有一個絕對值輸出(aa)和一個相角輸出(ap)的鑒相器(pd)的兩個輸入端；相角輸出(ap)饋送給用于“NICAM”標準的解碼器(nd)的DQPSK部分(td)和至少一個微分器(df)，以及絕對值輸出(aa)，解碼器(nd)和微分器(dt)的后面分別跟隨著一個數(shù)-模變換器(mw，nw，fw)。
2.包括至少一個模-數(shù)變換器和至少一個數(shù)-模變換器的用于數(shù)字電視接收機的伴音信道電路，其特征在于在基帶上的模擬音頻和視頻信號(va)經(jīng)過一個模擬抗混低通濾波器(af)饋送給一個單路模-數(shù)變換器(ad)，該變換器(ad)的采樣信號(ts)頻率是在4倍色度副載波頻率的數(shù)量級;模-數(shù)變換器(ad)的輸出與混頻器(m)的輸入端相連，該混頻器(m)把接收到的信號變換成伴音信號的基帶(等于有用頻段);混頻器(m)的輸出連接到第1個數(shù)字低通濾波器(tp1)，后者的頻率特性正好在低于二分之一采樣頻率處有一個零點，該零點是被包含在接收到的與電視標準有關的信號中的伴音信號的帶寬所壓低的;第1個低通濾波器(tp1)的輸出與十分頻器(dz)相連，后者的時鐘信號(ft)頻率等于例如采樣信號(ts)頻率的四分之一;十分頻器(dz)的輸出與第2個低通濾波器(tp2)相連，后者的頻率特性正好在高于有用頻段處有一個零點且盡可能與有用頻段的頻率特性平行;第2個低通濾波器(tp2)后面跟隨著一個分相器(ps)，后者有一個0°輸出(a0)和一個90°輸出(a9)，它們分別與帶有一個絕對值輸出(aa)和一個相角輸出(ap)的鑒相器(pd)的兩個輸入端相連;相角輸出(ap)饋送給用于“NICAM”標準的解碼器(nd)的DQPSK部分(td)和至少一個微分器(dt)，以及絕對值輸出(aa)，解碼器(nd)和微分器(dt)的后面分別跟隨著一個數(shù)-模變換器(mw，nw，fw)。
3.包括至少一個模-數(shù)變換器和至少一個數(shù)-模變換器的用于數(shù)字電視接收機的伴音信道電路，其特征在于在基帶上的模擬音頻和視頻信號(va)經(jīng)過一個模擬抗混低通濾波器(af)饋送給一個單路模-數(shù)變換器(ad)，該變換器(ad)的采樣信號(ts)頻率是在4倍色度副載波頻率的數(shù)量級;模-數(shù)變換器(ad)的輸出與一個正交混頻器(qm)的輸入端相連，該混頻器(qm)把接收到的信號變換成伴音信號的基帶(等于有用頻段);
正交混頻器(qm)由一個正弦部分和一個余弦部分組成，這兩部分分別與第1個數(shù)字低通濾波器(tp1)和第2個數(shù)字低通濾波器(tp2)相連，兩個低通濾波器(tp1，tp2)的頻率特性都正好在低于二分之一采樣頻率處有一個零點，零點是被包含在接收到的與電視標準有關的信號中的伴音信號的帶寬所壓低的;第1個和第2個低通濾波器(tp1，tp2)分別與第1個十分頻器(dz1)和第2個十分頻器(dz2)相連，這兩個十分頻器的公共時鐘信號(ft)頻率等于例如采樣信號(ts)頻率的四分之一;第1個和第2個十分頻器(dz1，dz2)的輸出分別與第3個數(shù)字低通濾波器(tp3)和第4個數(shù)字低通濾波器(tp4)相連，這礁齙屯瞬ㄆ鰨╰p3，tp4)的頻率特性都正好在有用頻段的上方且盡可能與有用頻段的頻率特性平行;第3個和第4個低通濾波器(tp3，tp4)的輸出分別連接到帶有一個絕對值輸出(aa)和一個相角輸出(ap)的鑒相器(pd)的第1個輸入端和第2個輸入端;相角輸出(ap)饋送給用于“NICAM”標準的解碼器(nd)的DQPSK部分(td)和至少一個微分器(dt)，以及絕對值輸出(aa)，解碼器(nd)和微分器(dt)的后面分別跟隨著一個數(shù)-模變換器(mw，nw，fw)。
4.一種如同權利要求1至3的任何一項權利要求中所提出的伴音信道電路，這種電路中的DQPSK解碼器部分(td)用來從處于DPSK數(shù)據(jù)對的原始數(shù)據(jù)速率的多位相位數(shù)據(jù)中重現(xiàn)相位差數(shù)據(jù)(dp)，這種電路包括一個第1常數(shù)加法器(K1)，在其上施加一個相應于相角45°的數(shù)字字(“45°”)和施加相位數(shù)據(jù)(dd);一個加法器(sm)，其第1個輸入端與第1個常數(shù)加法器(K1)的輸出端相連;一個第1減法器(S1)，其減數(shù)輸入端與加法器(sm)的輸出端相連;一個第2減法器(S2)，其輸出端提供相位差數(shù)據(jù)(dp)并與一個其后跟隨一個“NICAM”解碼器的DPSK解碼器相連;一個延時單元(V)，它提供一個等于數(shù)據(jù)速率的周期的延遲時間且其輸出與第2個減法器(S2)的減數(shù)輸入端相連;一個第2常數(shù)加法器(K2)，在其上施加相應于相角45°的數(shù)字字(“45°”)，同時把加法器(sm)輸出的符號位(sb)和最高有效位(mb)饋送給第2減法器(S2)的被減數(shù)輸入端，延時單元(V)和第2常數(shù)加法器(K2)，以及一個作為鎖相環(huán)(PLL)濾波器的低通濾波器(tp)，經(jīng)由它把第1減法器(S1)的輸出連接到加法器(sm)的第2輸入端。
全文摘要
這種電路能夠處理包括“NICAM”標準的所有電視伴音發(fā)送標準，它包括一個抗混低通濾波器，其輸入是模擬音頻和視頻信號，其輸出與一個模-數(shù)變換器相連。用一個濾波電路使該模-數(shù)變換器的輸出不含視頻信號。數(shù)字伴音信號施加給一個具有0°輸出和90°輸出的分相器。鑒相器的絕對值輸出提供經(jīng)過幅值解調(diào)的伴音信號，兩相角輸出饋送給一個“NICAM”解碼器的DQPSK部分和一個微分器。
文檔編號H04N5/60GK1032993SQ88107508
公開日1989年5月17日 申請日期1988年11月1日 優(yōu)先權日1987年11月6日
發(fā)明者梅爾加德特·松科, 普法伊弗爾·迪普林·海因里希, 希爾佩特·迪普林·托馬斯 申請人:德國Itt工業(yè)股份有限公司