於電視系統偏轉部分依所產生同步信號定位定時信號的設備的製作方法
2024-02-10 23:06:15 2
專利名稱：於電視系統偏轉部分依所產生同步信號定位定時信號的設備的製作方法
技術領域：
本發明涉及一個電視系統，在該系統的偏轉部分中，包括有用於相對於一所產生的同步信號而定位一個定時信號的設備。
許多電視接收機中包括有用於在一主畫面中顯示二次圖象或二次畫面的裝置。舉例來說，可以將字符和/或圖形連同出自於調諧器提供的視頻信號的主畫面一起而被顯示在一顯示裝置的螢屏上。這種「屏上顯示」(OSD)裝置對於提供諸如現選頻道的頻道號碼、目前的時間和音量值以及對接收機各種功能的操作指示的狀態信息是有益的。一些電視接收機包括有用於在一個主(或「大」)畫面中插入一個小畫面(即「插入」)的裝置。在這樣的一個「畫中畫」(PIP)的電路裝置中，主畫面可以是從一由調諧器提供的視頻信號中而產生的，而小畫面可以是從諸如第二個調諧器、VCR或視盤播放機的一個輔助視頻信號源所產生的。
由OSD或PIP電路裝置提供的二次圖象或畫面是由出自該電視機的偏轉部分的同步信號而被同步的，以使該二次圖象或畫面可相對於主畫面被正確地定位。然而，依照實現中心調整的方式的不同，為生成二次圖象或畫面所必須的、並且是從同步信號中產生的其它的定時信號則會出現，由中心調整會造成不正確的時間位移。
比如說在一個PIP的電路裝置中，通常需要解調一個對應於一小畫面的複合彩色視頻信號，並且利用一個其頻率和相位均被鎖定於一對應於主(或大)畫面彩色視頻信號的彩色副載波的彩色副載波信號對該(小畫面)複合彩色視頻信號進行再調製，以便使這兩個視頻信號在一共同信號處理部分中被一起結合和處理。對於這對應於小畫面的視頻信號的再調製包括提取相對於主畫面的視頻信號的色同步分量並利用該分量來控制在PIP處理部分中色振蕩器的頻率和相位。色同步的提取要求生成一個定時的色同步選通脈衝，該脈衝是如此定時，以使其可被用來將色同步分量從對應於主畫面的視頻信號中分離(「選出」)出來。如果該選通脈衝是出自於偏轉部分提供的一個同步信號，其在時間上的位置可能與色同步分量的出現不是恰好相對的，尤其是假若進行了某種類型的中心調整時更是如此。
本發明的一個方面是屬於對上述的或相類似的根據與偏轉相關的同步信號產生的定時信號相關的問題。本發明的另一方面涉及用來克服這種問題的設備，它是通過確定由偏轉部分產生的同步信號與由一同步信號分離器直接由視頻信號而導出的同步信號之間是怎樣的時間關係，並產生相應的用於調節該定時信號的時間位置的一個控制信號而實現的。這一點可以通過測量與偏轉相關的同步信號和與視頻相關的同步信號間的時間關係來完成。也可以根據一中心調整控制信號而直接地實現。
本發明的這些以及其它方面將參考下列附圖進行描述。
圖1是根據本發明的一個方面而構造的電視接收機的方框圖;
圖2是圖1中所示電視接收機的PIP部分的方框圖;
圖3是一個波形圖，以幫助理解本發明所要解決的問題;
圖4是涉及本發明的一個方面的軟體控制程序的一部分的流程圖;
圖5是一個波形圖，以幫助理解由圖4所示的流程圖;
圖6是圖2所示的PIP部分的一個局部更為詳細的方框圖，以益於理解本發明的一個方面;
圖7是一個波形圖，以有助於理解圖6中所示PIP部分的一個局部工作;
圖8是根據本發明的另一方面而改型的電視接收機的一部分的方框圖。
在上述各圖中的相應部件都採用同一參考符號標明。
圖1中所示的電視接收機總體上類似於RCA牌的彩色電視接收機，它採用了在1990年由印地安納州的印地安納波利斯的湯姆森消費電子公司發表的「RCA/GE彩色基本服務數據-CTC169(DV)」中所描述的CTC-169電子底盤。該電視接收機包括一個調諧器部分1，以便從所接收的射頻電視信號中產生出由調諧器產生的複合視頻(TCV)信號，該信號包括亮度信號、複合同步信號和已調的色度分量信號。雖然為了簡化而沒有詳細示出，但調諧器1包含有一個調諧器，一個中頻(IF)部分和一個視頻檢測器。一個輔助視頻信號源部分3提供一個輔助複合視頻(ACV)信號。輔助視頻部分3可以包括第二個調諧器部分或一個可連接到VCR或視盤播放機中的複合視頻信號輸入端。TCV和ACV複合視頻信號被耦合到PIP處理部分5，它在各輸出端產生出一結合的基帶亮度(CY)信號和一個結合的已調色度信號(CC)。在一個PIP操作模式中，這些結合的信號代表著一個主即大畫面和一個插入在該主畫面中的二次即小的畫面。這調諧器所產生的信號以及輔助複合視頻信號(TCV和ACV)可被有選擇地交換作為生成主畫面和小畫面的信號。在一個正常的或非PIP的工作方式下，該小畫面被刪除而只有一主畫面被顯示。
結合的亮度和色度信號(CY和CC)被耦合到一信號處理單元7，該單元是與一個在電視工業中有時被稱為「單片」電視集成電路的集成電路相結合的。型號為TA8680的單片電視集成電路由東芝(Toshiba)公司轉為實用，它適用於如圖1所示的電視接收機的被使用在上述RCA CTC-169型的底盤中。信號處理單元7包括一個亮度(Y)部分9、一個色度(C)部分11和一個同步部分13。亮度部分9處理亮度信號並控制圖象的對比度、清晰度和亮度特性。色度部分11解調該已調的色度信號以產生紅、綠和蘭的色差(R-Y、G-Y、B-Y)信號並控制畫面的飽和度和色調特性。雖然沒有示出，但色度部分11包括一個色振蕩器和一個鎖相環路，該環路將色振蕩器的輸出信號的頻率及相位鎖定到色度信號的色同步分量的頻率及相位上。根據色同步選通脈衝而將色同步分量取出，該選通脈衝的產生方式在下面討論。已處理的亮度信號(Y)和色差信號(R-Y，G-Y，B-Y)被耦合到一個輸出放大器和一個矩陣電路即「驅動器」15上，該電路將高電平的紅(R)、綠(G)、蘭(B)信號送到顯象管17上。
同步部分13包含一個同步(「sync」)分離器19，用來從亮度信號中提取出包含有水平與垂直同步分量的複合同步信號。水平同步部分21從複合同步信號中產生出水平同步脈衝。該水平同步脈衝被送至水平偏轉部分23，該部分將水平偏轉信號送到與顯象管17相關聯的偏轉線圈25上。垂直同步部分27從複合同步信號中產生出垂直同步脈衝。該垂直同步脈衝被送到垂直偏轉部分29，該部分將垂直偏轉信號送到偏轉線圈25。同步部分13包括一個定時信號發生器31，該發生器31產生出除其它定時信號以外的色同步選通脈衝，以便用來根據複合同步信號而實現如上所述的色度解調。
電視接收機的各個部分都是由一微處理器控制單元33所控制的，諸如所謂的「TELEKAT」電視控制集成電路(IC)，它包括一個6805(型的)基本微處理器，是由MOTOROLA半導體產品公司生產的。控制單元33控制著由調諧器部分1所選擇的頻道、由PIP部分所實現的主畫面和小畫面的選擇、以及單片(IC)電路1的各種功能，例如畫面的對比度、清晰度、亮度、色飽合度以及色調等。雖然是為了解釋方便而在圖1中示出了分離的控制線，應當認識到，在一實際的電視機中可採用一個共用的控制總線。控制單元33接收由與一調諧控制規則系統相關聯的同步分離器19所產生複合同步(CS)信號，該控制規則系統確定什麼時候一個頻道已被正確地調準了，這一規則系統在題為「採用微計算機的同步有效檢測器」的第513445號美國專利申請中有詳細的描述(由J.Tults在1990年4月30日提交)，並已轉讓給本申請的同一受讓人。控制單元33還產生紅、綠、蘭字符(RC、GC和BC)信號以及一個字符消隱信號(CB)，以便在顯像管17的屏幕上顯示字符和/或圖形。字符消隱信號是用來消隱在字符和圖形後面的視頻圖象，以便使它們更為一目了然。
分別由偏轉部分23和29產生的水平(DH)和垂直(DV)同步脈衝被耦合到PIP部分5，以便將小畫面相對於主畫面而定位。這HD和VD同步脈衝還被加到控制單元33，以便將OSD字符及圖形相對於主畫面而定位。產生水平同步脈衝的方式問題就是本發明所要解決的問題。現在來討論這一問題。
雖然沒有詳細示出，但在水平同步部分21中包含有一個振蕩器和一個自動頻率與相位控制(AFPC)迴路，該迴路將振蕩器的頻率鎖定到由同步分離器從亮度信號中所產生的複合同步信號的水平同步脈衝的頻率上。該控制迴路還響應由水平偏轉部分23所產生的水平回掃脈衝，以確保該水平偏轉信號相對於耦合到顯象管17的彩色信號來說是正確地定相的。採用了一些裝置以進行水平位置調整(稱之為定中心調整)，以便糾正顯象管17和偏轉線圈25的容差。在如圖1所示的電視接收機中，定中心裝置包括一個連接在水平偏轉部分23和在水平同步部分21中的AFPC之間的可調相移網絡35，以便將水平偏轉脈衝進行一必要量的相移從而調定中心。為此目的，相移網絡35可包括一個可調R-C網絡。不幸的是，作為這種調定中心的作用，為偏轉而產生的水平同步(DH)脈衝的位置是相對於由PIP部分5處理過的視頻信號的水平同步脈衝而位移的。這可導致如下所述的發生在PIP部分5中的定時錯誤。如果採用一個所謂的「直流定中心」裝置就可避免這一問題。直流定中心電路裝置的工作是通過將一個直流偏壓加到偏轉線圈，以影響定中心校正而並不引起為偏轉而產生的水平同步脈衝的位置移動。然而，與相移型裝置相比較，這種直流型的中心定位電路裝置要昂貴得多，因為它要用一個貴重的電感器。將要描述的本發明使其有可能採用一個相移型的中心定位裝置來解決PIP的定時問題。
現在參考圖2來描述PIP的定時問題。如圖2中所示，PIP處理部分7的主要部分可被結合在一單片IC37中。PIP IC7一般地說是類似於使用在RCA-CTC-169底盤中的PIP IC的。然而PIP IC37在與將在下文談到的所要求的再調製處理所用的水平同步信號方面，則有著顯著的不同。
PIP IC37包含有輸入切換部分39和41，它們從用來產生主畫面和用來產生小畫面的兩個複合視頻輸入信號(TCV和ACV)中選擇其一。被選作主畫面的複合視頻信號(MCV)其亮度與色度分量由一個外部亮/色(Y/C)分離器進行分離，並且這最終的分量(MY和MC)被耦合到輸出切換部分45。切換部分45用於將主畫面的亮度分量和色度分量(MY，MC)與小畫面的亮度分量和色度分量(SY，SC)結合成組合的亮度和色度分量(CY，CC)，該組合的亮度和色度分量被送到圖1所示的信號處理部分單片7。切換部分39、41和45以及PIP IC37的其它部分響應由圖1示出的控制單元33產生的控制信號而加以控制。
被選作為小畫面的複合視頻信號(SCV)由一解調器47解調以產生一個基帶亮度(SY)信號和兩個基帶色差(SU和SV)信號。例如，基帶色差信號可以是I和Q或R-Y和B-Y色差信號，但它們由字母U和V符號化地表示。在解調器47中包括有與使用在圖1所示單片7的色度部分11中相似的亮/色分離器。
數字壓縮器49在垂直方向上用刪除行在水平方向上用刪除象素的方法壓縮基帶分量，以便形成小畫面的亮度分量(SY)和兩個已壓縮的基帶色差(CSU和CSV)信號。數字壓縮器49包括一存儲器，在該存儲器中，這已壓縮的基帶信號被存儲於其中，並且象前述的那樣，這些已壓縮基帶信號與為偏轉產生的同步脈衝(DH和DV)同步地「讀出」，以便相對於主畫面而定位該小畫面。
一個彩色調製器51在一彩色副載波上調製這已壓縮的基帶色差(CSU和CSV)信號，以形成作為小畫面的已調色度(SC)信號。這小面的亮度(SY)和色度分量被耦合到切換部分45。
小畫面的色差(CSU和CSV)信號必須調製在一個彩色副載波上，該彩色副載波和主畫面的色度分量(MC)的彩色副載波有相同的頻率及相位。為實現此目的的一個可能性是利用單片7的色度部分11的色振蕩器的輸出信號。然而，這一點是不希望出現的，因為這意味著要為此目的而增加單片7的端子，而由於單片電視IC要執行大量的功能，它的接線端子在使用上通常是不足的。此外，在將彩色振蕩器的輸出信號耦合到遠距位置上會趨於產生出不期望的相位移動，這種相移會干擾正確的彩色解調，還會引起以相當高的彩色副載波頻率輻射。因而期望產生用於再次調製處理的彩色副載波以及用於完全在PIP IC37內部的各種其它PIP處理相關的時鐘信號。為此原因，在PIP IC37內包含有一個由一彩色振蕩器、一色同步門55和一個色同步選通脈衝發生器57的鎖相環(PLL)53。這色同步門55的目的是根據由色同步選通發生器57產生的色同步選通脈衝(BGP)來提取主畫面的色度分量(MC)的彩色同步。這色同步被PLL53所利用，以便將色振蕩器的頻率和相位鎖定到主畫面色度(MC)分量的彩色副載波的頻率和相位上。
通常要求有一個水平同步脈衝，該脈衝具有與主畫面的複合亮度(MY)分量的水平同步脈衝相同的位置，以便產生一個正確定位的色同步選通脈衝，因為這色同步是在主畫面複合亮度(MY)分量的水平同步脈衝的前沿之後的一預定時間出現的。然而，這樣的一個正確定位的水平同步脈衝不是容易地得到的，因為PIP IC37的端點數是有限的(與使用在RCA-169底盤的PIP IC相比)，只允許需要用來相對於主畫面而水平地定位小畫面的、為偏轉而產生的水平同步脈衝(DH)被耦合到PIP IC37。當一個正確定位的水平同步脈衝可從主畫面的複合亮度(MY)分量中產生時，這將需要一個同步分離器、一個水平振蕩器及相關的鎖相環路和其它的電路均被包含在PIP IC37之內，因而這是一個不希望的結果。如果是利用為偏轉而產生的水平同步脈衝(DH)而不是利用由主畫面的複合亮度分量(MY)中產生的水平同步脈衝(VH)，這色同步選通脈衝將不會被正確地定位，因為這為偏轉而產生的水平同步脈衝(DH)隨著中心定位的調節而被移位了。這樣導致的誤差由圖3所示的波形所表示。應當注意，這誤差是不能預先確定的，因為這定中心的調節是在顯象管被裝在電底盤上之後的最後組裝時才進行。此外，在電視機被售出後的場合，這種定中心的調整也可能是必要的。
本發明的一個方面涉及用如圖1所示以微計算機為基礎的控制單元33來測量為偏轉而產生的水平同步脈衝(DH)和由單片7的同步分離器19產生的複合同步信號的水平同步脈衝之間的時間，並隨後計算一延時值，該延時值被用來定位使用在PIP IC3中的色同步選通脈衝。有利的是，為偏轉而產生的水平同步脈衝(DH)和複合同步信號都被耦合到控制單元33。這為偏轉而產生的水平同步脈衝(DH)被送到控制單元33，以定位OSD字符和圖形。這複合同步信號被耦合到與調節控制規則系統相關聯的控制單元33上，以確定何時已經有一頻道被正確地調諧準了。
涉及測量為偏轉而產生的水平同步脈衝(DH)和由同步分離器19產生的複合同步信號的水平同步脈衝之間的時間、並隨之計算用於正確定位色同步選通脈衝的延時值的控制單元33軟體控制程序的這一部分的流程圖在圖4中示出。參考圖5中所示的波形，有助於理解在程序中的各種操作。在下面的描述中，括號中的數字表示在流程圖中的步驟。
用於定位色同步選通的程序是從主控制程序中的某一適當的點進入的。例如，它可進入一個由用戶選擇的新頻道。這將會引起非常頻繁地對色同步選通的定位的刷新，從而保證連續的精確性。該程序還可以在當搜尋由一用戶啟用的頻道時而被啟動。這樣的一個搜尋被用來在一個調諧存儲器中自動地尋找和存儲被啟用的頻道，有時被稱為「自動編程」。通常是當電視接收機被移到一個新的場合或者是在斷電之後(其間電源從電視機進而從調諧存儲器上斷開)才開始這種「自動編程」搜尋。因而，這色同步選通置位將不會頻繁地被刷新。
程序的作用是通過對控制單元33的各輸入端取樣，來確定為偏轉而產生的水平(DH)同步脈衝的前沿的定位，該同步脈衝與視頻相關的同步脈衝(VH)的中心有關。VH同步脈衝的中心之所以被採用，這是由於包含在複合同步信號中的脈衝的邊緣具有有限的上升及下落時間並受噪聲的影響。比較而言，這DH同步脈的前沿較陡，並能被可靠地加以利用。取樣速率是由微處理器為基礎的控制單元3的指令循環時間決定的。採用Motorola TELEKAT IC，這取樣速率大約是4ms。
這DH同步輸入首先被取樣。取樣值被利用來判定是否該垂直同步間隔已經通過(001-002)。在得到一肯定的結果之後，則進行對DH同步脈衝的高電平的粗搜尋(003-004)。一經發現該高電平，則進行細搜尋(005-006)。這細搜尋使水平同步脈衝之間的間隔恆定為63.55毫秒(ms)，以使得連續行間隔的水平同步脈衝被有效地對準(見圖5)。如果以64ms的間隔取樣，則取樣精度約為0.4ms(64-63.55＝0.45)。這細搜尋的第一個取樣是在粗搜尋期間高電平被找到之後59ms時取樣的。這樣就確保了這細搜尋多少先於該DH同步脈衝前沿而開始。
在找到DH同步脈衝的前沿之後，VH輸入被以64ms取樣，以便確定VH同步脈衝的第一和最後的高取樣的位置(007-008)。每一個取樣被賦以各取樣數字。這第一個和最後一個高取樣的位置(由各取樣數字表示)的平均是得自DH同步脈衝前沿的VH同步脈衝中心位置的測量。並不需要進行平均的計算，因為這色同步選通延時可直接地從一個基於取樣數字和的查詢表中得到(009-011)。如果該和不在界限之內(010)，該和則被忽略並且這色同步選通位置不作調節。此外，只允許一步得自於最後值的色同步選通位置的改變獨立於該和。程序的這兩個特徵提供了抗噪性。
在色同步選通位置已經調整以後，則進入該主控程序的下一部分。如果任何在該程序中的檢測失敗，則該色同步選通位置不被調節而自動地進入這主控程序的下一部分。
圖6示出了數字色同步選通脈衝發生器57的實例，而圖7是用以理解圖6發生器的工作的波形圖。根據為偏轉而產生的水平同步(DH)脈衝的前沿，計算器59被啟動以開始對振蕩器和PLL單元53產生的時鐘信號的計數。當計數達到上述程序中計算的、對應於色同步選通脈衝延時值的第一值時(BG延時)，一第一數字比較器61產生一負向脈衝(A)。當計數達到第二值(BG延時+補償)，即達到對應於色同步選通脈衝延時值加上一對應於所期望的色同步選通脈衝持續期的固定數時，第二個數字比較器63產生出一個正向脈衝(B)。數字比較器61和63的輸出信號(A和B)被一個同門65結合起來，而產生一個色同步選通脈衝。經耦合在控制單元33和PIP IC37之間的控制總線將BG延時和補償值傳送到比較器61和63。
圖8示出了本發明的另一個實施例。在圖8所示的電路裝置中，移相網絡35是根據由控制單元33產生的數字中心調節控制信號而受控的，並且經耦合在控制單元33和相移網絡35間的控制總線耦合到移相網絡35上。在這種情況中，控制單元33包括有這樣的信息，該信息確定著為偏轉而產生的水平(DH)同步脈衝的位置和與視頻相關的複合同步信號的水平同步(VH)脈衝之間的關係，而無需經過測量來得到它們之間的這種關係。它利用這一信息確定耦合到PIP IC37上的色同步選通脈衝的延時值。在1990年3月26日由T.J Christopher和R.T Keen的美國專利申請499226號、題為「用於水平偏轉系統的可調視頻/光柵移相」中描述了一個數字中心調整電路裝置。該專利申請已轉讓給與本申請相同的受讓人。
雖然經常需要用為偏轉而產生的(DH)同步脈衝來同步OSD字符信號和PIP插入的亮度和色度分量，以便水平地定位OSD字符與圖形以及實現相對於主畫面的PIP插入，但這定中心的調整會引起這OSD字符和圖形或PIP插入被移動得太靠近屏幕的一個邊緣。可以認識到，如果希望的話，本發明可被用來獨立於定中心調整而定位OSD字符及圖形。
權利要求
1.在一個包括一顯象管和與所說顯象管相關聯的偏轉線圈的電視系統中，包括如下裝置一個包括圖象和圖象同步分量的視頻信號的源；用於處理所說視頻信號的圖象分量的裝置(9，11，15)，並將所說圖象分量處理過的所得該號送到所說的顯象管；用於處理所說視頻信號的所說圖象同步分量(cs)的裝置(13)，以得到一個用於所說偏轉線圈的偏轉信號；根據所說偏轉信號，以產生與偏轉相關的同步信號(DH，DV)的裝置(23，29)；其特徵在於還包括根據所說的與偏轉相關的同步信號(DH，DV)和所說的視頻信號的所說圖象同步分量(cs)之間的時間關係，用於產生一定時控制信號的裝置(33)；根據所說的與偏轉相關的同步信號和所說定時控制信號，用於產生一定時信號的裝置(5)；用於利用所說定時信號的裝置。
2.如權利要求1的電視系統，其特徵在於所說的用於產生所說的定時控制信號的裝置(33)包括用於測量所說的與偏轉相關的同步信號和所說視頻信號的所說圖象同步分量之間關係的裝置。
3.如權利要求1的電視系統，其特徵還在於包括根據一調整控制信號，用於調整所說偏轉信號相對於所說的視頻信號的所說圖象同步分量的相位的裝置(35)。
4.如權利要求3的電視系統，其特徵在於用於產生所說定時控制信號的所說裝置是響應於所說的調整控制信號的。
全文摘要
在彩色電視機畫中畫部分中，對應於主畫而產生色同步脈衝。該色同步被用於產生再調製對應於插入小畫面的彩色分量的彩色副載波信號。與偏轉相關的水平同步脈衝被加到該PIP部分，以使小畫面相對於主畫面正確定位而不受水平中心調節的影響。為了正確地定位該彩色同步脈衝，產生一色選通延時控制信號。該彩色同步脈衝延時信號由微處理器為基礎的電視控制單元所產生，該單元接收與偏轉和視頻相關的水平同步脈衝，以分別實現屏上顯示和調諧控制。
文檔編號H04N5/445GK1066554SQ9210321
公開日1992年11月25日 申請日期1992年5月5日 優先權日1991年5月6日
發明者M·F·魯姆賴希 申請人:湯姆森消費電子有限公司