于电视系统偏转部分依所产生同步信号定位定时信号的设备的制作方法

专利名称：于电视系统偏转部分依所产生同步信号定位定时信号的设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及一个电视系统，在该系统的偏转部分中，包括有用于相对于一所产生的同步信号而定位一个定时信号的设备。
许多电视接收机中包括有用于在一主画面中显示二次图象或二次画面的装置。举例来说，可以将字符和/或图形连同出自于调谐器提供的视频信号的主画面一起而被显示在一显示装置的荧屏上。这种“屏上显示”(OSD)装置对于提供诸如现选频道的频道号码、目前的时间和音量值以及对接收机各种功能的操作指示的状态信息是有益的。一些电视接收机包括有用于在一个主(或“大”)画面中插入一个小画面(即“插入”)的装置。在这样的一个“画中画”(PIP)的电路装置中，主画面可以是从一由调谐器提供的视频信号中而产生的，而小画面可以是从诸如第二个调谐器、VCR或视盘播放机的一个辅助视频信号源所产生的。
由OSD或PIP电路装置提供的二次图象或画面是由出自该电视机的偏转部分的同步信号而被同步的，以使该二次图象或画面可相对于主画面被正确地定位。然而，依照实现中心调整的方式的不同，为生成二次图象或画面所必须的、并且是从同步信号中产生的其它的定时信号则会出现，由中心调整会造成不正确的时间位移。
比如说在一个PIP的电路装置中，通常需要解调一个对应于一小画面的复合彩色视频信号，并且利用一个其频率和相位均被锁定于一对应于主(或大)画面彩色视频信号的彩色副载波的彩色副载波信号对该(小画面)复合彩色视频信号进行再调制，以便使这两个视频信号在一共同信号处理部分中被一起结合和处理。对于这对应于小画面的视频信号的再调制包括提取相对于主画面的视频信号的色同步分量并利用该分量来控制在PIP处理部分中色振荡器的频率和相位。色同步的提取要求生成一个定时的色同步选通脉冲，该脉冲是如此定时，以使其可被用来将色同步分量从对应于主画面的视频信号中分离(“选出”)出来。如果该选通脉冲是出自于偏转部分提供的一个同步信号，其在时间上的位置可能与色同步分量的出现不是恰好相对的，尤其是假若进行了某种类型的中心调整时更是如此。
本发明的一个方面是属于对上述的或相类似的根据与偏转相关的同步信号产生的定时信号相关的问题。本发明的另一方面涉及用来克服这种问题的设备，它是通过确定由偏转部分产生的同步信号与由一同步信号分离器直接由视频信号而导出的同步信号之间是怎样的时间关系，并产生相应的用于调节该定时信号的时间位置的一个控制信号而实现的。这一点可以通过测量与偏转相关的同步信号和与视频相关的同步信号间的时间关系来完成。也可以根据一中心调整控制信号而直接地实现。
本发明的这些以及其它方面将参考下列附图进行描述。


图1是根据本发明的一个方面而构造的电视接收机的方框图;
图2是图1中所示电视接收机的PIP部分的方框图;
图3是一个波形图，以帮助理解本发明所要解决的问题;
图4是涉及本发明的一个方面的软件控制程序的一部分的流程图;
图5是一个波形图，以帮助理解由图4所示的流程图;
图6是图2所示的PIP部分的一个局部更为详细的方框图，以益于理解本发明的一个方面;
图7是一个波形图，以有助于理解图6中所示PIP部分的一个局部工作;
图8是根据本发明的另一方面而改型的电视接收机的一部分的方框图。
在上述各图中的相应部件都采用同一参考符号标明。
图1中所示的电视接收机总体上类似于RCA牌的彩色电视接收机，它采用了在1990年由印地安纳州的印地安纳波利斯的汤姆森消费电子公司发表的“RCA/GE彩色基本服务数据-CTC169(DV)”中所描述的CTC-169电子底盘。该电视接收机包括一个调谐器部分1，以便从所接收的射频电视信号中产生出由调谐器产生的复合视频(TCV)信号，该信号包括亮度信号、复合同步信号和已调的色度分量信号。虽然为了简化而没有详细示出，但调谐器1包含有一个调谐器，一个中频(IF)部分和一个视频检测器。一个辅助视频信号源部分3提供一个辅助复合视频(ACV)信号。辅助视频部分3可以包括第二个调谐器部分或一个可连接到VCR或视盘播放机中的复合视频信号输入端。TCV和ACV复合视频信号被耦合到PIP处理部分5，它在各输出端产生出一结合的基带亮度(CY)信号和一个结合的已调色度信号(CC)。在一个PIP操作模式中，这些结合的信号代表着一个主即大画面和一个插入在该主画面中的二次即小的画面。这调谐器所产生的信号以及辅助复合视频信号(TCV和ACV)可被有选择地交换作为生成主画面和小画面的信号。在一个正常的或非PIP的工作方式下，该小画面被删除而只有一主画面被显示。
结合的亮度和色度信号(CY和CC)被耦合到一信号处理单元7，该单元是与一个在电视工业中有时被称为“单片”电视集成电路的集成电路相结合的。型号为TA8680的单片电视集成电路由东芝(Toshiba)公司转为实用，它适用于如图1所示的电视接收机的被使用在上述RCA CTC-169型的底盘中。信号处理单元7包括一个亮度(Y)部分9、一个色度(C)部分11和一个同步部分13。亮度部分9处理亮度信号并控制图象的对比度、清晰度和亮度特性。色度部分11解调该已调的色度信号以产生红、绿和兰的色差(R-Y、G-Y、B-Y)信号并控制画面的饱和度和色调特性。虽然没有示出，但色度部分11包括一个色振荡器和一个锁相环路，该环路将色振荡器的输出信号的频率及相位锁定到色度信号的色同步分量的频率及相位上。根据色同步选通脉冲而将色同步分量取出，该选通脉冲的产生方式在下面讨论。已处理的亮度信号(Y)和色差信号(R-Y，G-Y，B-Y)被耦合到一个输出放大器和一个矩阵电路即“驱动器”15上，该电路将高电平的红(R)、绿(G)、兰(B)信号送到显象管17上。
同步部分13包含一个同步(“sync”)分离器19，用来从亮度信号中提取出包含有水平与垂直同步分量的复合同步信号。水平同步部分21从复合同步信号中产生出水平同步脉冲。该水平同步脉冲被送至水平偏转部分23，该部分将水平偏转信号送到与显象管17相关联的偏转线圈25上。垂直同步部分27从复合同步信号中产生出垂直同步脉冲。该垂直同步脉冲被送到垂直偏转部分29，该部分将垂直偏转信号送到偏转线圈25。同步部分13包括一个定时信号发生器31，该发生器31产生出除其它定时信号以外的色同步选通脉冲，以便用来根据复合同步信号而实现如上所述的色度解调。
电视接收机的各个部分都是由一微处理器控制单元33所控制的，诸如所谓的“TELEKAT”电视控制集成电路(IC)，它包括一个6805(型的)基本微处理器，是由MOTOROLA半导体产品公司生产的。控制单元33控制着由调谐器部分1所选择的频道、由PIP部分所实现的主画面和小画面的选择、以及单片(IC)电路1的各种功能，例如画面的对比度、清晰度、亮度、色饱合度以及色调等。虽然是为了解释方便而在图1中示出了分离的控制线，应当认识到，在一实际的电视机中可采用一个共用的控制总线。控制单元33接收由与一调谐控制规则系统相关联的同步分离器19所产生复合同步(CS)信号，该控制规则系统确定什么时候一个频道已被正确地调准了，这一规则系统在题为“采用微计算机的同步有效检测器”的第513445号美国专利申请中有详细的描述(由J.Tults在1990年4月30日提交)，并已转让给本申请的同一受让人。控制单元33还产生红、绿、兰字符(RC、GC和BC)信号以及一个字符消隐信号(CB)，以便在显像管17的屏幕上显示字符和/或图形。字符消隐信号是用来消隐在字符和图形后面的视频图象，以便使它们更为一目了然。
分别由偏转部分23和29产生的水平(DH)和垂直(DV)同步脉冲被耦合到PIP部分5，以便将小画面相对于主画面而定位。这HD和VD同步脉冲还被加到控制单元33，以便将OSD字符及图形相对于主画面而定位。产生水平同步脉冲的方式问题就是本发明所要解决的问题。现在来讨论这一问题。
虽然没有详细示出，但在水平同步部分21中包含有一个振荡器和一个自动频率与相位控制(AFPC)回路，该回路将振荡器的频率锁定到由同步分离器从亮度信号中所产生的复合同步信号的水平同步脉冲的频率上。该控制回路还响应由水平偏转部分23所产生的水平回扫脉冲，以确保该水平偏转信号相对于耦合到显象管17的彩色信号来说是正确地定相的。采用了一些装置以进行水平位置调整(称之为定中心调整)，以便纠正显象管17和偏转线圈25的容差。在如图1所示的电视接收机中，定中心装置包括一个连接在水平偏转部分23和在水平同步部分21中的AFPC之间的可调相移网络35，以便将水平偏转脉冲进行一必要量的相移从而调定中心。为此目的，相移网络35可包括一个可调R-C网络。不幸的是，作为这种调定中心的作用，为偏转而产生的水平同步(DH)脉冲的位置是相对于由PIP部分5处理过的视频信号的水平同步脉冲而位移的。这可导致如下所述的发生在PIP部分5中的定时错误。如果采用一个所谓的“直流定中心”装置就可避免这一问题。直流定中心电路装置的工作是通过将一个直流偏压加到偏转线圈，以影响定中心校正而并不引起为偏转而产生的水平同步脉冲的位置移动。然而，与相移型装置相比较，这种直流型的中心定位电路装置要昂贵得多，因为它要用一个贵重的电感器。将要描述的本发明使其有可能采用一个相移型的中心定位装置来解决PIP的定时问题。
现在参考图2来描述PIP的定时问题。如图2中所示，PIP处理部分7的主要部分可被结合在一单片IC37中。PIP IC7一般地说是类似于使用在RCA-CTC-169底盘中的PIP IC的。然而PIP IC37在与将在下文谈到的所要求的再调制处理所用的水平同步信号方面，则有着显著的不同。
PIP IC37包含有输入切换部分39和41，它们从用来产生主画面和用来产生小画面的两个复合视频输入信号(TCV和ACV)中选择其一。被选作主画面的复合视频信号(MCV)其亮度与色度分量由一个外部亮/色(Y/C)分离器进行分离，并且这最终的分量(MY和MC)被耦合到输出切换部分45。切换部分45用于将主画面的亮度分量和色度分量(MY，MC)与小画面的亮度分量和色度分量(SY，SC)结合成组合的亮度和色度分量(CY，CC)，该组合的亮度和色度分量被送到图1所示的信号处理部分单片7。切换部分39、41和45以及PIP IC37的其它部分响应由图1示出的控制单元33产生的控制信号而加以控制。
被选作为小画面的复合视频信号(SCV)由一解调器47解调以产生一个基带亮度(SY)信号和两个基带色差(SU和SV)信号。例如，基带色差信号可以是I和Q或R-Y和B-Y色差信号，但它们由字母U和V符号化地表示。在解调器47中包括有与使用在图1所示单片7的色度部分11中相似的亮/色分离器。
数字压缩器49在垂直方向上用删除行在水平方向上用删除象素的方法压缩基带分量，以便形成小画面的亮度分量(SY)和两个已压缩的基带色差(CSU和CSV)信号。数字压缩器49包括一存储器，在该存储器中，这已压缩的基带信号被存储于其中，并且象前述的那样，这些已压缩基带信号与为偏转产生的同步脉冲(DH和DV)同步地“读出”，以便相对于主画面而定位该小画面。
一个彩色调制器51在一彩色副载波上调制这已压缩的基带色差(CSU和CSV)信号，以形成作为小画面的已调色度(SC)信号。这小面的亮度(SY)和色度分量被耦合到切换部分45。
小画面的色差(CSU和CSV)信号必须调制在一个彩色副载波上，该彩色副载波和主画面的色度分量(MC)的彩色副载波有相同的频率及相位。为实现此目的的一个可能性是利用单片7的色度部分11的色振荡器的输出信号。然而，这一点是不希望出现的，因为这意味着要为此目的而增加单片7的端子，而由于单片电视IC要执行大量的功能，它的接线端子在使用上通常是不足的。此外，在将彩色振荡器的输出信号耦合到远距位置上会趋于产生出不期望的相位移动，这种相移会干扰正确的彩色解调，还会引起以相当高的彩色副载波频率辐射。因而期望产生用于再次调制处理的彩色副载波以及用于完全在PIP IC37内部的各种其它PIP处理相关的时钟信号。为此原因，在PIP IC37内包含有一个由一彩色振荡器、一色同步门55和一个色同步选通脉冲发生器57的锁相环(PLL)53。这色同步门55的目的是根据由色同步选通发生器57产生的色同步选通脉冲(BGP)来提取主画面的色度分量(MC)的彩色同步。这色同步被PLL53所利用，以便将色振荡器的频率和相位锁定到主画面色度(MC)分量的彩色副载波的频率和相位上。
通常要求有一个水平同步脉冲，该脉冲具有与主画面的复合亮度(MY)分量的水平同步脉冲相同的位置，以便产生一个正确定位的色同步选通脉冲，因为这色同步是在主画面复合亮度(MY)分量的水平同步脉冲的前沿之后的一预定时间出现的。然而，这样的一个正确定位的水平同步脉冲不是容易地得到的，因为PIP IC37的端点数是有限的(与使用在RCA-169底盘的PIP IC相比)，只允许需要用来相对于主画面而水平地定位小画面的、为偏转而产生的水平同步脉冲(DH)被耦合到PIP IC37。当一个正确定位的水平同步脉冲可从主画面的复合亮度(MY)分量中产生时，这将需要一个同步分离器、一个水平振荡器及相关的锁相环路和其它的电路均被包含在PIP IC37之内，因而这是一个不希望的结果。如果是利用为偏转而产生的水平同步脉冲(DH)而不是利用由主画面的复合亮度分量(MY)中产生的水平同步脉冲(VH)，这色同步选通脉冲将不会被正确地定位，因为这为偏转而产生的水平同步脉冲(DH)随着中心定位的调节而被移位了。这样导致的误差由图3所示的波形所表示。应当注意，这误差是不能预先确定的，因为这定中心的调节是在显象管被装在电底盘上之后的最后组装时才进行。此外，在电视机被售出后的场合，这种定中心的调整也可能是必要的。
本发明的一个方面涉及用如图1所示以微计算机为基础的控制单元33来测量为偏转而产生的水平同步脉冲(DH)和由单片7的同步分离器19产生的复合同步信号的水平同步脉冲之间的时间，并随后计算一延时值，该延时值被用来定位使用在PIP IC3中的色同步选通脉冲。有利的是，为偏转而产生的水平同步脉冲(DH)和复合同步信号都被耦合到控制单元33。这为偏转而产生的水平同步脉冲(DH)被送到控制单元33，以定位OSD字符和图形。这复合同步信号被耦合到与调节控制规则系统相关联的控制单元33上，以确定何时已经有一频道被正确地调谐准了。
涉及测量为偏转而产生的水平同步脉冲(DH)和由同步分离器19产生的复合同步信号的水平同步脉冲之间的时间、并随之计算用于正确定位色同步选通脉冲的延时值的控制单元33软件控制程序的这一部分的流程图在图4中示出。参考图5中所示的波形，有助于理解在程序中的各种操作。在下面的描述中，括号中的数字表示在流程图中的步骤。
用于定位色同步选通的程序是从主控制程序中的某一适当的点进入的。例如，它可进入一个由用户选择的新频道。这将会引起非常频繁地对色同步选通的定位的刷新，从而保证连续的精确性。该程序还可以在当搜寻由一用户启用的频道时而被启动。这样的一个搜寻被用来在一个调谐存储器中自动地寻找和存储被启用的频道，有时被称为“自动编程”。通常是当电视接收机被移到一个新的场合或者是在断电之后(其间电源从电视机进而从调谐存储器上断开)才开始这种“自动编程”搜寻。因而，这色同步选通置位将不会频繁地被刷新。
程序的作用是通过对控制单元33的各输入端取样，来确定为偏转而产生的水平(DH)同步脉冲的前沿的定位，该同步脉冲与视频相关的同步脉冲(VH)的中心有关。VH同步脉冲的中心之所以被采用，这是由于包含在复合同步信号中的脉冲的边缘具有有限的上升及下落时间并受噪声的影响。比较而言，这DH同步脉的前沿较陡，并能被可靠地加以利用。取样速率是由微处理器为基础的控制单元3的指令循环时间决定的。采用Motorola TELEKAT IC，这取样速率大约是4ms。
这DH同步输入首先被取样。取样值被利用来判定是否该垂直同步间隔已经通过(001-002)。在得到一肯定的结果之后，则进行对DH同步脉冲的高电平的粗搜寻(003-004)。一经发现该高电平，则进行细搜寻(005-006)。这细搜寻使水平同步脉冲之间的间隔恒定为63.55毫秒(ms)，以使得连续行间隔的水平同步脉冲被有效地对准(见图5)。如果以64ms的间隔取样，则取样精度约为0.4ms(64-63.55＝0.45)。这细搜寻的第一个取样是在粗搜寻期间高电平被找到之后59ms时取样的。这样就确保了这细搜寻多少先于该DH同步脉冲前沿而开始。
在找到DH同步脉冲的前沿之后，VH输入被以64ms取样，以便确定VH同步脉冲的第一和最后的高取样的位置(007-008)。每一个取样被赋以各取样数字。这第一个和最后一个高取样的位置(由各取样数字表示)的平均是得自DH同步脉冲前沿的VH同步脉冲中心位置的测量。并不需要进行平均的计算，因为这色同步选通延时可直接地从一个基于取样数字和的查询表中得到(009-011)。如果该和不在界限之内(010)，该和则被忽略并且这色同步选通位置不作调节。此外，只允许一步得自于最后值的色同步选通位置的改变独立于该和。程序的这两个特征提供了抗噪性。
在色同步选通位置已经调整以后，则进入该主控程序的下一部分。如果任何在该程序中的检测失败，则该色同步选通位置不被调节而自动地进入这主控程序的下一部分。
图6示出了数字色同步选通脉冲发生器57的实例，而图7是用以理解图6发生器的工作的波形图。根据为偏转而产生的水平同步(DH)脉冲的前沿，计算器59被启动以开始对振荡器和PLL单元53产生的时钟信号的计数。当计数达到上述程序中计算的、对应于色同步选通脉冲延时值的第一值时(BG延时)，一第一数字比较器61产生一负向脉冲(A)。当计数达到第二值(BG延时+补偿)，即达到对应于色同步选通脉冲延时值加上一对应于所期望的色同步选通脉冲持续期的固定数时，第二个数字比较器63产生出一个正向脉冲(B)。数字比较器61和63的输出信号(A和B)被一个同门65结合起来，而产生一个色同步选通脉冲。经耦合在控制单元33和PIP IC37之间的控制总线将BG延时和补偿值传送到比较器61和63。
图8示出了本发明的另一个实施例。在图8所示的电路装置中，移相网络35是根据由控制单元33产生的数字中心调节控制信号而受控的，并且经耦合在控制单元33和相移网络35间的控制总线耦合到移相网络35上。在这种情况中，控制单元33包括有这样的信息，该信息确定着为偏转而产生的水平(DH)同步脉冲的位置和与视频相关的复合同步信号的水平同步(VH)脉冲之间的关系，而无需经过测量来得到它们之间的这种关系。它利用这一信息确定耦合到PIP IC37上的色同步选通脉冲的延时值。在1990年3月26日由T.J Christopher和R.T Keen的美国专利申请499226号、题为“用于水平偏转系统的可调视频/光栅移相”中描述了一个数字中心调整电路装置。该专利申请已转让给与本申请相同的受让人。
虽然经常需要用为偏转而产生的(DH)同步脉冲来同步OSD字符信号和PIP插入的亮度和色度分量，以便水平地定位OSD字符与图形以及实现相对于主画面的PIP插入，但这定中心的调整会引起这OSD字符和图形或PIP插入被移动得太靠近屏幕的一个边缘。可以认识到，如果希望的话，本发明可被用来独立于定中心调整而定位OSD字符及图形。
权利要求
1.在一个包括一显象管和与所说显象管相关联的偏转线圈的电视系统中，包括如下装置一个包括图象和图象同步分量的视频信号的源；用于处理所说视频信号的图象分量的装置(9，11，15)，并将所说图象分量处理过的所得该号送到所说的显象管；用于处理所说视频信号的所说图象同步分量(cs)的装置(13)，以得到一个用于所说偏转线圈的偏转信号；根据所说偏转信号，以产生与偏转相关的同步信号(DH，DV)的装置(23，29)；其特征在于还包括根据所说的与偏转相关的同步信号(DH，DV)和所说的视频信号的所说图象同步分量(cs)之间的时间关系，用于产生一定时控制信号的装置(33)；根据所说的与偏转相关的同步信号和所说定时控制信号，用于产生一定时信号的装置(5)；用于利用所说定时信号的装置。
2.如权利要求1的电视系统，其特征在于所说的用于产生所说的定时控制信号的装置(33)包括用于测量所说的与偏转相关的同步信号和所说视频信号的所说图象同步分量之间关系的装置。
3.如权利要求1的电视系统，其特征还在于包括根据一调整控制信号，用于调整所说偏转信号相对于所说的视频信号的所说图象同步分量的相位的装置(35)。
4.如权利要求3的电视系统，其特征在于用于产生所说定时控制信号的所说装置是响应于所说的调整控制信号的。
全文摘要
在彩色电视机画中画部分中，对应于主画而产生色同步脉冲。该色同步被用于产生再调制对应于插入小画面的彩色分量的彩色副载波信号。与偏转相关的水平同步脉冲被加到该PIP部分，以使小画面相对于主画面正确定位而不受水平中心调节的影响。为了正确地定位该彩色同步脉冲，产生一色选通延时控制信号。该彩色同步脉冲延时信号由微处理器为基础的电视控制单元所产生，该单元接收与偏转和视频相关的水平同步脉冲，以分别实现屏上显示和调谐控制。
文档编号H04N5/445GK1066554SQ9210321
公开日1992年11月25日 申请日期1992年5月5日 优先权日1991年5月6日
发明者M·F·鲁姆赖希 申请人:汤姆森消费电子有限公司