專利名稱：利用微電腦的同步有效性檢測的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及利用微電腦判定視頻信號中同步分量為正確的方法和裝置。
能夠調(diào)諧以非標(biāo)準(zhǔn)載波頻率及標(biāo)準(zhǔn)(例如，“廣播”)載波頻率電視信號的調(diào)諧系統(tǒng)包括用以改變本機(jī)振蕩器信號頻率以搜索頻率范圍的裝備和用于檢測已得到正確調(diào)諧的裝置。后一裝備通常包括用于檢查表示IF(中頻)信號與標(biāo)稱值之間頻率關(guān)系的自動微調(diào)(AFT)信號的裝置，也包括用于判定由視頻檢波器產(chǎn)生的解調(diào)信號是否包含圖象同步(“sync”)信息的裝置。同步信息測試是這樣進(jìn)行的，即檢驗(yàn)在搜索期間已找到的RF載波為圖象載波而不是聲音載波，因?yàn)锳FT信號可呈現(xiàn)響應(yīng)圖象或聲音載波的正確調(diào)諧所對應(yīng)的狀態(tài)。在1989年9月19日公布的J.Tults等人的4，868，892號美國專利中描述了這種調(diào)諧系統(tǒng)。
在J.Tults的于1982年12月14日頒發(fā)的美國專利第4，364，094號中，公開了一種用于估算電視接收機(jī)同步(sync)信號分離器輸出信號以判定是否存在有效的圖角同步信息的，即、使用專門邏輯元件的所謂“同步存在”檢測器的硬件設(shè)備。
在現(xiàn)代電視接收機(jī)中，包括調(diào)諧的大多數(shù)控制功能由微電腦(μC)實(shí)現(xiàn)。所以，使用微電腦作同步存在檢測也是合乎要求的。
大多數(shù)μC包括用于執(zhí)行各種計(jì)時器和(或)計(jì)數(shù)器功能的硬件計(jì)數(shù)器。如果有可將同步分離器的輸出信號通過輸入端口耦合到μC的計(jì)時器/計(jì)數(shù)器，利用μC對檢測同步信息存在進(jìn)行檢測的一種簡單方法就是使計(jì)時器/計(jì)數(shù)器在預(yù)定時間區(qū)間內(nèi)對同步分離器輸出信號躍遷進(jìn)行計(jì)數(shù)。如果計(jì)數(shù)達(dá)到預(yù)定數(shù)，產(chǎn)生有效同步分量的指示。
上面所述技術(shù)需要μC帶有可進(jìn)行外部存取的“板上”(on-board)計(jì)時器/計(jì)數(shù)器。
即使μC包括可外部存取的計(jì)時器/計(jì)數(shù)器，通常最好使用該計(jì)時器/計(jì)數(shù)器來執(zhí)行其它重要功能，例如，記時和遙控IR命令譯碼，這些功能不應(yīng)被中斷。
使用μC硬件計(jì)數(shù)器/計(jì)時器相關(guān)的中一問題是在錯誤情況下例如，當(dāng)同步分離器的輸出信號包括隨機(jī)隔開的噪聲脈沖時得到看上去正確的結(jié)果。
本發(fā)明部分涉及無需硬件計(jì)時/計(jì)數(shù)器的軟件控制的“同步存在”檢測器。因此，如果在μC中有計(jì)時器/計(jì)數(shù)器，則可將之用于其它目的。按照本發(fā)明的一個方面，將同步分離器的輸出信號耦合到μC的普通的、通用輸入端口并在若干估算間隔期間以采樣間隔對之進(jìn)行異步采樣。采樣間隔及估算間隔均由執(zhí)行相應(yīng)的一組指令所需的時間所確定，而不是由硬件計(jì)時器所確定。在每個估算間隔期間，確定同步分離器的輸出信號是否具有有效同步信號的相應(yīng)特征。按照本發(fā)明的另一方面，在產(chǎn)生有效同步信號指示之前必須在各個估算間隔期間產(chǎn)生預(yù)定個數(shù)的肯定結(jié)束的序列。
參考附圖對本發(fā)明加以說明，附圖中

圖1示出包括調(diào)諧系統(tǒng)的電視接收機(jī)的框圖，該調(diào)諧系統(tǒng)使用按照本發(fā)明各個方面構(gòu)造并運(yùn)行的基于微電腦的“同步存在檢測器”，以及圖2示出和“同步存在”檢測相關(guān)的圖1所示調(diào)諧系統(tǒng)微電腦控制程序部分流程圖。
附錄程序和圖2所示流程圖相對應(yīng)。
圖1所示電視接收機(jī)包括以常規(guī)方式布局的調(diào)諧器101、中頻(IF)部分103、視頻檢波器105、視頻處理部分107、AFT檢測器109，同步分離器111和同步處理部分113。當(dāng)準(zhǔn)確調(diào)諧到某一頻道，同步分離器111產(chǎn)生包含水平和垂直同步脈沖的復(fù)合同步信號。
調(diào)諧器101包括鎖相環(huán)(PLL)115的一部分并由鎖相環(huán)115控制的本機(jī)振蕩器(未示出)。鎖相環(huán)115響應(yīng)通過將由可控分頻因子N對本機(jī)振蕩器(LO)信號的頻率進(jìn)行分頻所導(dǎo)出的信號的頻率(和相位)與基準(zhǔn)頻率信號相比較而產(chǎn)生的誤差信號，產(chǎn)生調(diào)諧電壓(TV)。分頻因子N由微電腦(μC)117控制，該微電腦也控制電視接收機(jī)各種其它功能。在說明性實(shí)施例中，將控制分頻因子N的數(shù)據(jù)從μC 117的輸入/輸出端口(端)119以串行方式耦合到PLL 115。將來自μC 117的輸入/輸出端121的用于對該串行數(shù)據(jù)譯碼的時鐘信號耦合到PLL 155。
用戶可使用遙控系統(tǒng)控制電視接收機(jī)包括頻道選擇的各種功能。圖1只示出了該遙控系統(tǒng)中的遙控接收器123。遙控接收器123耦合到μC117的所謂“中斷”輸入端125。
微電腦117按照用戶所作的頻道選擇控制PLL 115的分頻因子N。為調(diào)諧帶有非標(biāo)準(zhǔn)頻率載波以及標(biāo)準(zhǔn)頻率載波的RF電視信號，μC117也按由AFT檢測器109產(chǎn)生的自動微調(diào)(AFT)信號的狀態(tài)和同步分離器111輸出信號狀態(tài)對分頻因子N加以控制。
具體而言，為確定和調(diào)諧帶有非標(biāo)準(zhǔn)頻率載波的RF信號，μC117控制分頻因子N使得在包圍所選頻道標(biāo)稱本機(jī)振蕩器頻率的搜索范圍內(nèi)以較小步長改變本機(jī)振蕩器頻率。如圖1所示，AFT信號具有通常為S形的幅度頻率特征曲線，并在標(biāo)稱頻率值相對兩側(cè)具有正的和負(fù)的幅度區(qū)或“峰值”(humps)。AFT比較器部分127內(nèi)的閾值比較器確定AFT信號幅度何時落在兩個幅度內(nèi)。AFT比較器部分127的閾值比較器的輸出信號耦合到μC117的輸入/輸出端口129a和129b。當(dāng)AFT信號的幅度一個步長內(nèi)處于正的幅度區(qū)內(nèi)、而在下一步長內(nèi)處于負(fù)的幅度區(qū)內(nèi)時指出存在有載波(假設(shè)本機(jī)振蕩器頻率已增大)。
但是，AFT檢測器109以同樣方式響應(yīng)圖象和聲音載波，并且如果在AFT信號中有唯一關(guān)聯(lián)性可能出現(xiàn)調(diào)諧誤差。因此，檢查同步分離器111的輸出信號以判定它是否包含有效水平同步分量。有效同步信號指出圖象載波而不是聲音載波已定位。
至今所述的設(shè)計(jì)系統(tǒng)類似于以上所述的J.Tults的美國專利4，868，892號中所公開的。然而，與該專利公開的調(diào)諧系統(tǒng)不同的本調(diào)諧系統(tǒng)在于使用軟件控制算法而不是專用邏輯直接對同步分離器111的輸出進(jìn)行估算。
在參考圖2所示流程圖說明軟件算法之前，簡單說明μC 117的基本部件以更好理解該算法以及其優(yōu)點(diǎn)。
微電腦117包括與只讀存儲器(ROM)133和隨機(jī)存取存儲器(RAM)135通信的中央處理器(CPU)131。中央處理器131按照ROM133中存儲的一組指令(即“程序”)處理RAM135中存儲的數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)通過輸入/輸出(I/O)部件137耦合在CPU 131和各種輸入/輸出端口(端)之間。晶體控制時鐘發(fā)生器139為μC 117的各部分提供各種時鐘和計(jì)時信號。
如前所述，μC 117有一“中斷”輸入端125。當(dāng)在中斷輸入端125接收到例如正向脈沖的中斷信號，CPU 131立即中斷主控程序的執(zhí)行，并啟動“中斷”程序的操作。該操作將參考從遙控接收器123耦合到“中斷”程序的操作。該操作將參考從遙控接收器123耦合到“中斷”輸入125的遙控信號的譯碼通過實(shí)例在后面說明。
微電腦117也包括耦合到CPU131的所謂硬件“計(jì)時/計(jì)數(shù)器”141。在舉例的實(shí)施例中，計(jì)時/計(jì)數(shù)器141連續(xù)接收并計(jì)數(shù)由時鐘發(fā)生器139產(chǎn)生的時鐘信號的時鐘脈沖。計(jì)時/計(jì)數(shù)器141對各種計(jì)時器/計(jì)數(shù)器功能是有用的。
借助實(shí)例，計(jì)時/計(jì)數(shù)器141可用于測量部分脈沖信號的區(qū)間長度，即在脈沖信號出現(xiàn)第一次躍遷時裝入初始計(jì)數(shù)值，在脈沖信號出現(xiàn)第二次躍遷時判定最終計(jì)數(shù)值并減去兩計(jì)數(shù)值。在本實(shí)施例中，使用計(jì)時器/計(jì)數(shù)器141和中斷輸入125測量遙控信號的脈沖之間的時間區(qū)段以便對遙控信號譯碼。具體地說，當(dāng)在“中斷”輸出125接收第一遙控脈沖時，啟動中斷程序并將初始值裝入計(jì)時/計(jì)數(shù)器141。當(dāng)接收到第二遙控脈沖時，由CPU 131判定計(jì)數(shù)器/計(jì)時器141達(dá)到的最終計(jì)數(shù)值。將兩計(jì)數(shù)器從初始值中減去以確定遙控脈沖間的時間區(qū)段。借助于實(shí)例。長區(qū)間對應(yīng)于邏輯“1”，而短區(qū)間可對應(yīng)于邏輯“0”。
在本實(shí)施例中，計(jì)時/計(jì)數(shù)器141也用于記錄當(dāng)前時刻。每當(dāng)達(dá)到計(jì)時器/計(jì)數(shù)器141的最大計(jì)數(shù)值，便遞增RAM135寄存器中存儲的表示當(dāng)前時刻的計(jì)數(shù)。
計(jì)時器/計(jì)數(shù)器141也可用于例如通過對如前所述的正向或負(fù)向躍遷之間的時間區(qū)間的測量對同步分離器111的輸出信號進(jìn)行估算。然而，在本實(shí)施例中，計(jì)時器/計(jì)數(shù)器141和中斷輸入125已用于對遙控信號譯碼。此外，將計(jì)時器/計(jì)數(shù)器141對同步分離器111的輸出信號進(jìn)行估算的使用限制于會有誤差的相當(dāng)簡單的時間區(qū)段測量。
在本發(fā)明最佳實(shí)施例中，用軟件算法而不是硬件計(jì)時器/計(jì)數(shù)器141對同步分離器111的輸出進(jìn)行估算。除了空出計(jì)時器/計(jì)數(shù)器141用于其它功能外，該算法允許將同步分離器111的輸出信號耦合到μC 117的普通的通用輸入/輸出端口(端)143。在圖2所示的流程圖中，將輸入/輸出端口143稱為端口A。
在圖2中示出微電腦117的控制程序中和判定是否存在有效同步信息部分相關(guān)的詳細(xì)流程圖。在附錄中包括了相應(yīng)程序“清單”(Listing)和某些性能標(biāo)識。在該清單中給出的代碼是所謂“TELEKAT”電視控制IC中的代碼，該IC包括6805微電腦并可從Motorola半導(dǎo)體制造公司購得?！癟ELEKAT”IC也包括調(diào)諧器控制鎖相環(huán)及用于各種電視控制功能例如亮度、對比度、飽和度、色彩和容量的數(shù)模轉(zhuǎn)換器。它也包括用于產(chǎn)生適于“屏上”顯示諸如目前調(diào)諧頻道的頻道號的字符信號的字符發(fā)生器。
基本上如前所指出，同步存在算法在給定個數(shù)的測試周期內(nèi)判定是否出現(xiàn)預(yù)定個數(shù)的具有近似正確的時間區(qū)間(約5μC)和近似正確的周期(約64μC)的水平同步脈沖。在每個測試間隔內(nèi)，μC117的軟件程序以4μS為間隔“查看”端口A的正的同步脈沖。以該速率進(jìn)行采樣是合乎要求的，因?yàn)檎Ｋ酵矫}沖具有4μS的最小區(qū)段。在同步信號檢測之后，該程序繼承對輸入的采樣，以確保下一脈沖按要求大約60μS之后出現(xiàn)。
μC 117的RAM135中存儲的若干變量用于圖2指出的同步存在檢測算法“A”是對已出現(xiàn)有效水平同步脈沖測試周期的計(jì)數(shù)。執(zhí)行128個測試周期。選擇數(shù)128是因?yàn)樗茖陀陔娨晥龅囊话耄⒆銐蜷L考慮到在垂直消隱間隔期間出現(xiàn)的倍頻脈沖而出現(xiàn)的誤差。
“SYNCPCNT”是已發(fā)現(xiàn)有效水平同步脈沖存在的次數(shù)的計(jì)數(shù)。大于104的SYNCPCNT計(jì)數(shù)指出存在正確的同步信息。選擇數(shù)104是由于考慮到128個測試周期中有些不正確結(jié)果。確定的預(yù)期的不正確結(jié)果是由于倍頻狹窄均衡脈沖以及包含于垂直消隱間隔內(nèi)的寬的垂直同步脈沖而引起的。
在同步檢測程序中所用的采樣間隔，估算間隔和延遲由執(zhí)行指令(例如清單所指的DECX)而不是使用計(jì)時器/計(jì)數(shù)器141所需的時間確定。更具體地說，參考程序清單，從執(zhí)行時間看流程圖示出的小循環(huán)是相同的。BRSET指令檢查同步分離器111輸出信號的邏輯電平并執(zhí)行2.5μS。在BRSET之間交替使用DECX和BNE指令，這兩條指令執(zhí)行1.5μS。結(jié)果，一個循環(huán)的執(zhí)行時間為8μS，而在每個循環(huán)中同步分離器111的輸出信號以4μS間隔被檢查兩次。指令DECX使RAM135中寄存器(X)內(nèi)容減1。指令BNE檢查X寄存器內(nèi)容是否已達(dá)到0，以判定分配的時間間隔是否已經(jīng)過去。然而，為以相對簡單方式指出功能操作，將諸如TIME和DELAY的變量在流程圖表示如同它們由常規(guī)計(jì)時器/計(jì)數(shù)器建立。
在流程圖中，指令“PORT￥A”使同步分離器111的輸出信號耦合到端口A加以采樣。端口A和指令PORT￥A不應(yīng)與變量“A”混淆。
在同步檢測算法的以下描述中，在適當(dāng)處指出圖2所示流程圖各框的標(biāo)號。
在前面描述的搜索操作期間，當(dāng)通過檢查AFT信號已檢測出載波存在之后，啟動(進(jìn)入)同步檢測算法。
進(jìn)入程序的同步存在部分后，將SYNCPCNT置為計(jì)數(shù)0，將A置為計(jì)數(shù)128(201)。此后，將TIME置為0(202)并每4μS采樣端口A直至同步分離器111的輸出信號為“高”(邏輯“1”)或直至72μS周期過去(203，204，205)。72μS的時間間隔提供了缺席或“脫離”(escape)條件以防在端口A不存在有效同步信號時的“鎖住”(lockup)。如端口A已出現(xiàn)邏輯“1”，則10μS延遲后再對端口A采樣以判定是否存在邏輯“0”(206，208)。步驟203，204，205，206和208用于判定同步分離器111的輸出端是否產(chǎn)生持續(xù)時間不長于10CμS的“高”的脈沖。在步驟208有肯定(是)結(jié)果指示可能存在水平同步脈沖。
如果在步驟208結(jié)果為肯定(是)，端口A繼續(xù)以每4μS采樣一次直至40μS周期過去或在同步分離器111的輸出端出現(xiàn)邏輯“1”(208、209、210)。在步驟207為估算對計(jì)時器初始化。步驟208、209和210用來判定同步分離器111的輸出信號在略短于水平同步脈沖間時間間隔的周期內(nèi)為“低”。
如已發(fā)現(xiàn)存在40μS“低”周期(208、209、210)、再次以4μS間隔采樣端口A直至檢測到“高”或24μS過去(211、212、213、214)。步驟211、212和214用于判定40μS“低”周期后是否出現(xiàn)另一水平同步脈沖。24μS時間間隔提供缺席條件。
如果出現(xiàn)被至少40μS低周期分開的對應(yīng)于水平同步脈沖的兩個連續(xù)“高”周期(步驟212處為“是”)，則SYNCPCNT計(jì)數(shù)遞增1(215)，而A計(jì)數(shù)遞減1(216)。此時，如果A未達(dá)到0，(217處為“否”)，則程序返回到步驟206檢查下一個脈沖間的間隔。
如在估算周期檢測到指出不正確同步分量的任何條件(202-214)，則A也遞減1(218)，但SYNCPCNT不增1。當(dāng)出現(xiàn)以下情形之一則指出一故障(1)72μS中未出現(xiàn)“高”(203、204、205);(2)“高”長于10μS(206，208);(3)未出現(xiàn)40μS“低”(208，209，210)或(4)在24μS內(nèi)未出現(xiàn)第二個“高”。此時，如果A未達(dá)到0，(在219處為“否”)，則啟動另一估算周期(202)查看水平同步脈沖。
如在步驟217或219，A達(dá)到計(jì)數(shù)0，指出已執(zhí)行128次完整的估算，SYNCPCNT被估算(220)。如果SYNCPCNT大于104，指出存在有效同步分量的旗標(biāo)寄存器被設(shè)置為邏輯“1”(221)。此后，“退出”同步存在算法，并通過以很小步長改變本機(jī)振蕩器頻率來繼續(xù)調(diào)諧算法直至AFT信號處在其兩峰值之間以“微調(diào)”本機(jī)振蕩器。另外，如SYNCPCNT不大于104，將旗標(biāo)寄存器設(shè)置為邏輯“0”以指出有效同步分量不存在(222)。此后，調(diào)諧算法繼續(xù)圖象載波搜索。
本領(lǐng)域技術(shù)人員會理解到，盡管術(shù)語“微電腦”已用來描述本發(fā)明的實(shí)施例，但術(shù)語“微處理器”至少和本發(fā)明的關(guān)系來看，與微電腦是同樣含義的。
程序同步檢測部分的總執(zhí)行時間約為8ms。用于如檢查用戶產(chǎn)生的命令和控制各種電視功能的程序中斷的合理數(shù)量并不顯著影響同步檢測程序性能。每個中斷可簡單地將檢測到的同步脈沖個數(shù)減小一很小的數(shù)。這可通過減小期望的同步脈沖計(jì)數(shù)(SYNPCNT)的閾值加以考慮。
本發(fā)明通過實(shí)例，以和美國所用的NTSC電視信號標(biāo)準(zhǔn)相符的同步分量為例作了說明。然而，本領(lǐng)域技術(shù)人員將會理解，由舉例實(shí)施例所述的，本發(fā)明可用于和諸如PAL和SECAM的其它電視信號標(biāo)準(zhǔn)相符的同步分量。
盡管所述的本同步存在檢測器參照了其中同步的存在用于在AFT信號最初指出載波的存在之后確認(rèn)圖象載波而不是聲音載波已被調(diào)諧的調(diào)諧系統(tǒng)，但可以理解用同步存在檢測器無需AFT檢測器例如來指出電視信號的存在。這些及其它改進(jìn)落在以下權(quán)利要求書所確定的本發(fā)明的范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.用于估算電視信號的同步分量的裝置，它包含包括中央處理器(131)、多個端口、和用于將所述端口耦合到所述處理器的裝置(137)的微電腦(117)，與所述微電腦(117)中所述中央處理器(131)耦合以存儲控制所述微電腦的指令程序的存儲裝置(133，135)，用于在輸入端接收所述電視信號、在輸出端產(chǎn)生所述同步分量(復(fù)合同步)的裝置(111)，所述輸出端耦合到所述微電腦(117)的所述端口之一(143)，該裝置特征在于所述控制程序包括在多個估算間隔內(nèi)使所述微電腦(117)對所述輸出端產(chǎn)生的輸出信號進(jìn)行采樣的部分，所述輸出信號的采樣特征由所述微電腦估算以確定所述采樣特征是否對應(yīng)于正確同步分量的相應(yīng)特征。
2.如權(quán)利要求1所述裝置，其特征在于采樣間隔和所述估算間隔由執(zhí)行各自指令所需的時間確定。
3.如權(quán)利要求2所述裝置，其特征在于在一個所述估算間隔之內(nèi)采樣所述輸出信號以判定所述輸出信號是否具有第一電平的持續(xù)時間不大于和水平同步脈沖最大持續(xù)時間關(guān)聯(lián)的給定持續(xù)時間，在另一所述估算間隔內(nèi)采樣所述輸出信號以判定所述輸出信號是否具有不同于所述第一電平的第二電平的持續(xù)時間大于和水平同步脈沖間最小持續(xù)時間關(guān)聯(lián)的另一給定持續(xù)時間。
4.如權(quán)利要求3所述裝置，其特征在于對預(yù)定的個數(shù)的循環(huán)，以給定序列重復(fù)所述估算間隔，如在循環(huán)每個估算間隔作出肯定判定則遞增計(jì)數(shù)變量，如所述計(jì)數(shù)變量在所述預(yù)定個數(shù)循環(huán)已出現(xiàn)之后大于預(yù)定數(shù)，則產(chǎn)生所述輸出信號對應(yīng)于所述同步分量的指示。
5.如權(quán)利要求1所述裝置，其特征在于所述微電腦的所述端口為通用端口。
全文摘要
調(diào)諧系統(tǒng)包括基于微電腦的、無需使用硬件計(jì)時/計(jì)數(shù)器的同步信號檢測器。微電腦(117)在若干不同估算間隔內(nèi)采樣耦合到普通輸入/輸出端口(143)的同步分離器(111)的輸出信號判定是否出現(xiàn)有效同步信號的各個特征。在一個估算間隔內(nèi)，執(zhí)行測試以判定“高”電平存在的持續(xù)時間是否小于對應(yīng)水平同步脈沖最大持續(xù)時間的給定持續(xù)時間(如10μs)。在另一估算間隔內(nèi)，執(zhí)行測試判定出現(xiàn)“低”電平的持續(xù)時間是否大于對應(yīng)于水平同步脈沖間最小分隔的另一給定持續(xù)時間(例40μs)。該采樣及估算間隔由執(zhí)行指令循環(huán)所需時間確定。
文檔編號H03J7/06GK1056200SQ91102958
公開日1991年11月13日 申請日期1991年4月29日 優(yōu)先權(quán)日1990年4月30日
發(fā)明者朱里·圖爾斯 申請人:湯姆森消費(fèi)電子有限公司