专利名称：数字多标准彩色信号解调方法和装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及数字多标准PAL/NTSC/SECAM彩色信号解调方法和装置。
数字PAL或NTSC彩色译码器的关键部件是用于这些AM调制信号的正交解调器。然而，对于SECAM彩色译码器而言，需要一种FM解调器，它通常是利用后面跟有一CORDIC处理器(协同旋转数字计算机)和一微分级的Hilbert滤波器实现的。EP-A-0 597 160公开了一种相应的数字式的可独立应用的SECAM译码器。
在EP-A-0 329 812和EP-A-0 597 160和其中引用的文章中更详细地描述了CORDIC处理器。
如果对于多标准TV或VCR应用而言，能够在一个具有尽可能多的公用解调处理级的芯片上实现对于PAL、NTSC和SECAM电视制式的多标准数字彩色解调器将是有益的。
然而，由于对于复合视频信号中彩色信息，PAL和NTSC采用AM调制，而SECAM采用具有两个不同的载波的FM调制，如EP-A-0 597 160中所示采用Hilbert滤波器的数字SECAM彩色解调器的常规解决方案与采用正交混频器的数字PAL和/或NTSC彩色解调器没有什么共性。因此，对于所有三种制式在一个多标准彩色解调器芯片上将两种方案结合似乎是不方便的。
然而，发明人已找到这一问题的解决方案，其允许所有三种彩色制式具有一个公用的正交解调器或混频器。
因此，本发明的一个目的是公开一种利用至少一个公用处理级来数字解调PAL、NTSC和SECAM彩色信号的方法。该目的是用权利要求1中所公开的方法来达到的。
本发明的另一目的是公开一种应用本发明的方法的装置。这一目的是用在权利要求8和9中公开的装置来达到的。
按照本发明，在SECAM彩色解调的第一个步骤中，用一个具有单一混合频率的正交混合运算来代替EP-A-0 597 160中公开的Hilbert滤波器。对于这一正交混频器来说，可使用已存在的进行PAL/NTSC解调的正交混频器。由此为彩色解调过程的主要部分获得一公共结构。
从原理上讲，本发明的方法适合于数字SECAM彩色信号解调，其中利用正交混频器执行初始解调步骤。
在各从属权利要求中公开了本发明方法的有益附加实施例。
原理上，本发明的装置适合于数字PAL或NTSC或SECAM彩色信号解调，它包括一个正交混频器，它输出PAL或NTSC彩色分量，或者在SECAM的情况下输出x和y信号，其中在SECAM的情况下，用单个混合频率产生偏置效应，该偏置效应是由非标准匹配彩色载波混合频率引起的；一个在SECAM的情况下计算函数arctan(y/x)的级，尤其是CORDIC处理器；一个后续级，在其中对arctan(y/x)信号执行微分和箝位，其中所述偏置效应是由相应的箝位操作校正的，并且通过识别U和V行获得SECAM彩色分量，或者包括一个正交混频器，它输出PAL或NTSC彩色分量，或者在SECAM的情况下输出x和y信号，其中在SECAM的情况下将混合频率行交替地切换到标准SECAM彩色载波频率之一；一个在SECAM的情况下计算函数arctan(y/x)的级，尤其是CORDIC处理器；一个后续级，在其中对arctan(y/x)信号执行微分，其中通过识别U和V行获得SECAM彩色分量。
下面参照附图描述本发明的实施例，附图中
图1是本发明数字多标准彩色解调器的结构；图2是SECAM行识别的电路；图3是本发明另一实施例的细节；图4是箝位的一种实施方式。
到多标准彩色解调器的数字输入信号是从复合视频信号(CVBS)分离后的调制彩色分量信号c(t)。信号c(t)馈送到正交混频器QUMX中的两条并行路径。在第一路径中，在第一数字乘法器M1中将c(t)乘以第一数字乘数信号C1,M1的输出用第一滤波器LP1进行数字低通滤波，产生第一输出信号x(t)。在第二路径中，在第二数字乘法器M2中将c(t)乘以第二数字乘数信号C2。M2的输出用第二滤波器LP2进行数字低通滤波，产生第二输出信号y(t)。C1可以用例如cos(2πfmt)来表达，C2则用±sin(2πfmt)来表达，其中fm是混合频率。如果c(t)是PAL或NTSC彩色分量信号，则分别地，x(t)表示U或I分量，而y(t)表示V或Q分量。
如果c(t)是SECAM彩色分量信号，则将x和y信号馈送到CORDIC处理器的相应输入端，在其输出端可获得表示输入相位的信号Φ=arctan(y/x)。作为CORDIC处理器的副产品，对输入幅度
进行计算，其可有益的用作自动彩色控制的控制信号ACC。
虽然SECAM采用两个不同的彩色载波，本发明的电路仅用一个混合频率。相位信号Φ通过另一个级DCL，在该级中对信号Φ进行微分和箝位。微分仅产生经过微分的相位信号ΔΦ。在DCL输出端的SECAM彩色分量U和V则是通过对U和V行的识别而获得的。
以下适用于SECAM信号。输入信号为c(t)=B′(t)cos(2π[fc(t)+k∫01D*(t)dτ])]]>其中，B′(t)是幅度，fc(t)是调制频率，k是调制常数，以及D*(t)是有待解调的彩色分量。
QUMX的输出为x(t)=1/2*B′(t-τLP)cos(2π[(fc-fm)(t-τLP)+k∫01-τLPD*(τ)dτ])]]>y(t)=-1/2*B′(t-τLP)sin(2π[(fc-fm)(t-τLP)+k∫0t-τLPD*(τ)dτ])]]>其中τLP是低通滤波引起的延迟，fm是M1和M2中的混合频率。
解调输出信号、即CORDIC处理器的微分输出信号Φ(t)为ΔΦ(t)=-Φ(t-Δ*τ)+Φ(t)=-arctan[y(t-Δ*τ)x(t-Δ*τ)]+arctan[y(t)x(t)]]]>=2π*Δ*τ*kD·(t-τLP)+2π*Δ(fc-fm)τ(±2π)其中｜2π*Δ*τ*kD*(t-τLP)+2π*Δ(fc-fm)τ｜＜π其中τ是采样速率(即t=n*τn=0,1,2,3,…)而Δ是代表微分间隔的整数。
混合频率fm对于不同的系统是变换的。对于PAL或NTSC制式而言，fm最好等于彩色副载波频率fc(对于PAL为4.43MHz)。对于SECAM而言，它可以选择为在两个彩色副载波4.250MHz和4.406MHz的值之间的值。由频率差所引起的QUMX输出中的偏移在DCL中通过箝位补偿。
在图4中示出了实施箝位的一个实例。该电路包括在DCL中。微分的相位信号ΔΦ可通过一包括平滑功能的预处理级SMO到加法器A4和减法器S4。A4的输出信号通过一个一样本延迟Z-1和一个1/K除法器DIV4到S4的减数输入端。除法器输出信号形成偏移BI。一般可通过对彩色载波短脉冲串期间的解调输出信号ΔΦ(t)取平均来获得BI。这是由对应的短脉冲串选通信号BG控制的。通过从解调输出信号减去该偏移而实现箝位。
延迟输出被反馈到加法器A4的第二输入端。延迟Z-1由BG启动(en)，并由接收BG作为输入信号的上升沿检测器RED的输出信号清零(clr)。以这样一种方式将样本相加，使得有待平均的每个样本被包含在和数中一次。K的值对应于要平均的样本值的数目。
有益地是，偏移BI也用于SECAM中所需的行识别。为了识别U和V行，S4的输出信号TLID馈送到一个行识别级。在图2中示出了可能的电路。由行频率fH控制的第一开关SW21提供逻辑“0”或者“1”到第二开关SW22的第一输入端和反相器INV的输入端。INV的输出端连接到开关SW22的第二输入端。用行识别检验单元LIDC控制SW22。
SW22的输出是行ID信号LIDS。LIDC通过检验偏移值判断LIDS的正确性。如果使用在4.250MHz和4.406MHz之间的固定混合频率fm，该偏移对于U行应为正值，对于V行应为负值。还有可能行替换地将fm切换为4.250MHz和4.406MHz。然后正确的偏移值应接近于零。LIDG是为所述检验规定合适时序窗口的控制信号。
代替采用跟随有一微分级的CORDIC处理器，可采用图3中所描绘的电路。信号x(t)通过第一采样延迟D31到第一乘法器M31的第一输入端，并馈送到第二乘法器M32的第二输入端。信号y(t)馈送到第一乘法器M31的第二输入端，并通过第二采样延迟D32到第二乘法器M32的第一输入端。在减法器S中，从M31的输出信号中减去M32的输出信号。所得到的信号在跟随的第三乘法器M33中乘以1/{x2(t)+y2(t)}，产生经微分的相位信号ΔΦ。
以下适用于图3电路中的SECAM信号c(t)=B′(t)cos(2π[fm(t)+k∫01D*(τ)dτ])]]>x(t)≈B′(t-τLP)cos(2πk∫01-τLPD*(τ)dτ)]]>y(t)≈B′(t-τLP)sin(2πk∫01-τLPD*(τ)dτ)]]>假定B′(t)≈B′(t-Δτ)2πk∫1-Δt1D*(τ)dτ≈2π*kD*(t)*Δπ<<π/6]]>则ΔΦ(t)=2π*Δτ*kD*(t-τLp)一种可能性是选择一采样和时钟频率，它等于例如彩色载波频率的四倍，即4*fc。还有可能选择例如为18MHz的采样和时钟频率，即它不是fc的倍数。与上述现有技术中提到的Hilbert滤波器方法相对照，非四倍彩色载波频率的采样频率导致明显更复杂的设计。
与常规数字PAL/NTSC和SECAM彩色解调器的简单组合相比，所提出的多标准解决方案更易于实现，而且关于时钟频率存在更多的设计自由。
权利要求
1．一种数字SECAM彩色信号(c(t))解调方法，其特征在于用一个正交混频器(QUMX)执行初始解调步骤。
2．如权利要求1所述的方法，其中为了获得随后将被微分(DCL)的SECAM相位信号，计算两个正交混频器输出信号x和y的函数arctan(y/x)，其中x是正交混频器(M1)的输出信号，该信号已乘以相应混合频率(fm)的余弦函数，其中y是正交混频器(M2)的输出信号，该信号已乘以相应混合频率(fm)的正弦函数。
3．如权利要求2所述的方法，其中与所述正弦和余弦函数有关的混合频率(fm)是相同的并位于两个标准SECAM彩色载波频率之间包括这两个频率的频率范围内，在所述arctan(y/x)计算之后由相应箝位运算(DCL)校正非标准匹配彩色载波混合频率所引起的总偏置效应。
4．如权利要求2或3所述的方法，其中在CORDIC处理器(CORDIC)中执行所述arctan(y/x)计算，尤其还计算幅度值
用于作为自动彩色控制的控制信号(ACC)。
5．如权利要求3或4所述的方法，其中将所述偏置效应用于SECAM彩色解调中所需的行识别(DCL,LIDS)。
6．如权利要求1、2或4中任何一项所述的方法，当参照权利要求2时，其中将所述混合频率(fm)行交替(fH)地转换到标准SECAM彩色载波频率之一。
7．如权利要求1至6中任何一项所述的方法，其中对于数字PAL或NTSC彩色信号(c(t))解调而言，所述正交混频器(QUMX)采用相应选择的混合频率(fm)。
8．一种用于数字PAL或NTSC或SECAM彩色信号(c(t))解调的装置，包括一个正交混频器(QUMX)，它输出PAL或NTSC彩色分量(x,U；y,V)，或者在SECAM的情况下输出x和y信号，其中在SECAM的情况下，用单个混合频率(fm)产生偏置效应，该偏置效应是由非标准匹配彩色载波混合频率引起的；一个在SECAM的情况下计算函数arctan(y/x)的级，尤其是CORDIC处理器(CORDIC)；一个后续级(DCL)，在其中对arctan(y/x)信号(Φ)执行微分和箝位，其中所述偏置效应是由相应的箝位操作校正的，并且通过识别U和V行获得SECAM彩色分量(U,V)。
9．一种用于数字PAL或NTSC或SECAM彩色信号(c(t))解调的装置，包括一个正交混频器(QUMX)，它输出PAL或NTSC彩色分量(x,U；y,V)，或者在SECAM的情况下输出x和y信号，其中在SECAM的情况下将混合频率(fm)行交替地(fH)切换到标准SECAM彩色载波频率之一；一个在SECAM的情况下计算函数arctan(y/x)的级，尤其是CORDIC处理器(CORDIC)；一个后续级(DCL)，在其中对arctan(y/x)信号(Φ)执行微分，其中通过识别U和V行获得SECAM彩色分量(U,V)。
全文摘要
数字PAL或NTSC彩色译码器的关键部件是用于AM调制信号的正交解调器。然而,对于SECAM彩色译码器而言,需要FM解调,这通常利用后面跟有CORDIC处理器和微分级的Hilbert滤波器实现。若在多标准应用中在一具有尽可能多的公用解调处理级的芯片上实现用于PAL、NTSC和SECAM制式的通用彩色解调器是有益的。按照本发明,将一个公用正交混频器用于所有这三种彩色制式。在箝位级中校正采用一个混合频率所带来的总偏置效应。该偏置效应也可用于行识别。
文档编号H04N11/18GK1230857SQ9910226
公开日1999年10月6日 申请日期1999年2月14日 优先权日1998年2月25日
发明者林纪南, 马克西米利安·厄尔巴 申请人:德国汤姆逊-布朗特公司