专利名称：电视标准时间码解调器的制作方法
技术领域：
本实用新型属于标准时间频率计量技术领域，涉及一种在进行精密时间比对时的电视标准时间码解调器。
背景技术：
按照国家标准，目前我国中央电视台(CCTV)的电视信号中插入有时间频率信号。该信号是以铯原子钟为基准产生的。秒及标准频率(包括副载波)的准确度优于1×10-12。标准时间的时刻准确度优于3μs。北京以外各地的秒及标准频率的准确度优于5×10-12。但在以前，我国使用的用于定时和校频的电视标准时间解调器大多都是在八十年代自行研制的，由于其包括时间和频率解调两套电路，电路复杂、技术落后、误码率高、时间显示经常闪烁，影响其性能，且成本高，不便于推广应用。
发明内容
针对上述现有技术状况，本实用新型的目的在于给广大用户，尤其是需要标准时间的用户，提供一个可靠的、廉价的电视标准时间码解调器装置。
根据国家标准局GB7402-87(UDC621.391.8.08)标准《利用电视信号传送标准时间频率》的规定，我国将标准时间、标准频率和台码信息插入在电视信号逆程的第16行和第329行内。第16行内以行同步前沿为基准，依次排列为识别脉冲、标准频率、秒脉冲和时刻码。第329行内依次排列为识别脉冲、标准频率和台码。根据这一规定，本实用新型设计了一种只接收解调全电视信号中第16行的时码信号，只有一套解调电路，即只选用第16行的时间码和秒脉冲信号，而不选用第329行和第16行中的其他信号。该解调器省去了原解调器中的箝位、采样保持、鉴相、压控振荡、环路滤波等电路，其成本只有原解调器的八分之一，并从物理上解决了时码解调的误码问题。
本实用新型电视标准时间码解调器的技术方案如下所述所设计的电视标准时间码解调器电路，包括有同步分离单元(1)、数字延迟单元I(3)、数字延迟单元II(7)、第16行同步脉冲选通单元(4)、移位脉冲形成单元(9)、串并行转换单元(10)、行场分离单元(2)、数字整形单元(5)、识别脉冲选通单元(6)、秒脉冲选通单元(8)、晶振单元(11)。其特征在于把接收到的CCTV一、二、四套(PAL制)节目中任一全电视信号同时送给同步分离单元(1)和数字整形单元(5)；同步分离单元(1)分离出复合同步信号，复合同步信号经行场分离单元(2)分离出场同步脉冲，经数字延迟单元I(3)形成一个32μs的选通脉冲；数字延迟单元I(3)的时钟信号是由晶振单元(11)来的1MHz信号；选通脉冲经第16行选通单元(4)从复合同步信号中选出第16行同步脉冲输出；第16行同步脉冲同时送给识别脉冲选通单元(6)，从时码信号中选出识别脉冲；识别脉冲选通单元(6)的时钟是由晶振单元(11)来的1MHz信号；时码信号是从数字整形单元(5)来的，数字整形单元(5)直接将全电视信号放大、整形，输出时码信号，同时送给识别脉冲选通单元(6)、秒脉冲选通单元(8)、串并转换单元(10)；从识别脉冲选通单元(6)选出的识别脉冲经数字延迟单元II(7)，先后形成两个脉冲信号输出，一个为经25μs延迟后形成4μs的秒选通脉冲，一个为经29.6μs延迟形成的0.1μs的触发脉冲；数字延迟单元II(7)的时钟信号是从晶振单元(11)来的10MHz信号；4μs的秒选通脉冲经秒脉冲选通单元(8)从时码信号中选出秒信号，并经展宽、缓冲后输出1PPS信号；0.1μs的触发脉冲输至移位脉冲形成单元(9)，触发形成一个20μs的1MHz移位脉冲；移位脉冲形成单元(9)的时钟信号是由晶振单元(11)来的10MHz信号；20μs的移位脉冲送给串并转换单元(10)，将时码信号中的串行时间码转换成并行BCD(二/十进制)时间码输出，内容有时、分、秒。
本实用新型的特征还在于全电视信号经数字整形单元(5)输出的是复合数字信号；基于时码信号与场脉冲、第16行同步脉冲严格的时间关系，对同步分离单元(1)输出的复合同步信号进行场同步分离；以场脉冲为参考点，经数字延迟单元I(3)928μs的延迟后，产生一个32μs的选通脉冲，选出第16行同步脉冲；识别脉冲选通单元以第16行为参考点，选出时码信号中的识别脉冲；识别脉冲经数字延迟单元II(7)25μs的延迟后，形成一个4μs的选通脉冲，由秒脉冲选通单元选出秒脉冲信号输出；识别脉冲同时在数字延迟单元II经29.6μs的延迟后，将0.1μs的触发脉冲送给移位脉冲形成单元(9)，形成20μs的1MHz移位脉冲送给串并转换单元(10)对时码信号进行转换。由于这里识别脉冲、秒脉冲、时码信号均为直接从数字整形单元(5)输出的复合数字信号中选出；省去了以往的标准时间、秒信号解调器中先从复合数字信号分离出第16行的时间信息，再从时间信息中选出识别脉冲、秒脉冲、时码的冗余电路。各单元中所选用的时钟信号均由数字晶振单元(11)提供。数字延迟单元I(3)中的计数电路采用一个4K位的二进制计数器芯片(MC4040)，可以直接获得前沿928μs、后沿960μs的一个32μs的选通脉冲；保证了后面第16行脉冲信号的准确选取。数字延迟单元II采用晶振单元10MHz的时钟脉冲信号，可以获得29.6μs的小数延迟，以便触发移位脉冲形成电路。移位脉冲形成单元(9)中的计数器时钟脉冲采用10MHz，可以使20个移位脉冲的触发前沿正好落在1μs的时码码元中间，信号的相位抖动不会引起时码的错误移位和由频差引起的相位漂移。
图1为本实用新型所设计电视标准时间码解调器的工作原理框图。
图2为所设计电视标准时间码解调器一种电路实例的原理图。
其中图1各方框中的数字与图2各虚线框中的数字相对应。
以下结合图1和图2对本设计方案作详细说明。
图中1为同步分离单元(电路)把接收到的CCTV全电视信号同时送给同步分离单元和数字整形单元。同步分离单元由三极管T1构成的射极跟随器、三极管T2构成的同步分离器和场效应管T3构成的放大器组成，场效应管T3具有隔离作用。场效应管T3放大后的信号，经U2F(7404)倒相，由其12脚输出复合同步信号。复合同步信号分两路，一路送给行场分离单元，一路送给第16行选通单元。
图中2为行场分离单元(电路)复合同步信号送入由R15、C1、R16、C2组成的二阶积分电路，并利用了晶体管T4的开关特性，当积分值大于0.7V时，开关管T4导通，输出低电平；当积分值小于0.7V时，T4截止输出高电平。由此形成一个场脉冲信号，经U2E倒相后由10脚输出。
图中3为数字延迟单元(电路)I用场同步脉冲信号的上升沿触发D触发器U3B(7474)，使得其的8脚Q端变为低电平，计数器U4以晶振来的1MHz时钟计数。当计数器计到928μs时，在二输入与门U8D(7408)的11脚输出一个正脉冲，触发U6B(7474)；当计数器计数到960μs时，在二与非门U5A(7400)的3脚输出一个负脉冲，使触发器U3B、U6B复零。U3B的8脚变成高电平，计数器U4复零，停止计数，这样就在U6B的Q端输出一个32μs的选通脉冲。
图中4为第16行选通单元(电路)由数字延迟单元I来的32μs选通脉冲和复合同步信号经U8C相与，选出第16行行同步脉冲，经缓冲驱动输出。
图中5为数字整形单元(电路)全电视信号(即CCTV视频信号)经过比较电路U19(LM311)，从7脚输出一个数字时码信号，电位器W1是为了调整取样电平。该信号输出同时送给识别脉冲选通单元、秒脉冲选通单元、串并行转换单元。
图中6为识别脉冲选通单元(电路)用第16行同步脉冲的后沿触发U6A，经由U6A、U5B、U9A(二进制计数器)组成的识别脉冲形成电路，在U6A的Q端输出一个10μs的选通脉冲，与时码信号在U8A相与，选通出识别脉冲。
图中7为数字延迟单元(电路)II由识别脉冲触发U10B(7474)，使得计数电路U9B(74393)、U11(74390)计数，计数输出25μs时，触发U10A，计数到29μs，在倒向器U2D的8端输出复零脉冲，使触发器U10A复零，计数器计数到29.6μs时，去触发移位脉冲单元，同时倒相后使U10B复零，计数器停止计数。U10A的Q端输出一个4μs宽的选通脉冲。这里所用的数字延迟计数器的时钟脉冲为10MHz，选取4μs的选通脉冲，可以使秒的选通脉冲最大限度的选出秒脉冲，又不至于误选秒脉冲的前部和后部的其他信号。
图中8为秒脉冲选通单元(电路)由数字延迟单元II来的4μs的选通脉冲，经U8B(7408)选出时码信号中的秒脉冲，再经过U17A(74123)单稳态电路，将秒脉冲展宽为100ms的1pps(每秒一个)脉冲，再经U1A(74128)缓冲驱动输出。
图中9为移位脉冲形成单元(电路)由数字延迟单元II来的触发脉冲去触发U3A(7474)，U3A的Q端变成低电平，使十进制计数器U16和U15B计数，20μs后经U2C复零，计数停止。这样就在U15B的Q3输出20个频率为1MHz的移位脉冲。计数器采用10MHz的时钟脉冲可以使数字延迟单元II获得29.6μs的小数延迟，使得20个1MHz移位脉冲触发前沿正好处在时码信号的1μs码元中间；同时可克服由晶体振荡器频率与时码码元频率之间的频差引起移位脉冲的相位漂移，也不会产生时码移位错码。因为10MHz时钟脉冲的最大相位漂移不会超过1个周期(即0.1μs)，而时码码元周期为1μs。
图中10为串并行转换单元(电路)由U15B的9脚输出的20个移位脉冲，把时码信号经由移位寄存器(74164)U12、U13和U14电路进行移位寄存，在移位寄存的输出端输出一个并行的BCD(二\十进制)时间码，内容为时、分、秒。
图中11为晶体振荡单元(电路)其选用一个普通的10MHz数字晶体振荡器电路。10MHz经U15A分频输出1MHz时钟信号，送给数字延迟单元I和识别脉冲选通电路作为计数时钟脉冲，10MHz送给数字延迟单元II和移位脉冲形成单元。
具体实施方式
本实用新型输出的BCD时间码，经译码器、显示器或与需要标准时间显示的任何装置中的时钟显示电路连接，就可以显示出标准时间的时、分、秒。输出的1pps可以作为高精度的定时信号。本实用新型加上译码、显示、电源后，就可成为一个独立的电视钟，和卫星接收机结合起来，就可以构成卫星电视钟；本实用新型也可作为一个部件安装在其他设备中，例如装在电视机中，电视机具有了标准时间功能。装在计算机中，可作为计算机网络同步时间标准。还可以为车站、码头、写字楼提供一个统一的标准时间。由上述可以看出，本实用新型作为一个专门的电视时间信号解调器，不需要获得高精度的频率信号，其设计更为简单，更适合更多的用户使用，其秒信号分离精度5ns；同步精度地面微波0.1μs；卫星共视0.1μs。本实用新型可广泛应用于国防、科研、交通、通信等许多领域。
权利要求1.一种电视标准时间码解调器，包括有同步分离单元、数字延迟单元、第16行同步脉冲选通单元、移位脉冲选通单元，串并行转换单元、行场分离单元、数字整形单元、识别脉冲先通单元、秒脉冲选通单元、晶振单元；其特征在于全电视信号同时送给同步分离单元和数字整形单元；同步分离单元分离出复合同步信号，复合同步信号经行场分离单元分离出场同步脉冲，经数字延迟单元I形成一个32μs的选通脉冲；数字延迟单元I的时钟信号是由晶振单元来的1MHz信号；选通脉冲经第16行选通单元从复合同步信号中选出第16行同步脉冲输出；第16行同步脉冲同时送给识别脉冲选通单元，从时码信号中选出识别脉冲；识别脉冲选通单元的时钟是由晶振单元来的1MHz信号；时码信号是从数字整形单元来的，数字整形单元直接将全电视信号放大、整形，输出时码信号，同时送给识别脉冲选通单元、秒脉冲选通单元、串并转换单元；从识别脉冲选通单元选出的识别脉冲经数字延迟单元II，先后形成两个脉冲信号，一个为经25μs延迟后形成4μs的秒选通脉冲，一个为经29.6μs延迟形成的0.1μs的触发脉冲；数字延迟单元II的时钟信号是从晶振单元来的10MHz信号；4μs的秒选通脉冲经秒脉冲选通单元从时码信号中选出秒信号，并经展宽、缓冲后输出1PPS信号；0.1μs的触发脉冲至移位脉冲形成单元，触发形成一个20μs的1MHz时钟脉冲；移位脉冲形成单元的时钟信号是由晶振单元来的10MHz信号；20μs的移位时钟脉冲送给串并转换单元，将时码信号中的串行时间码转换成并行BCD时间码输出，内容有时、分、秒。
2.根据权利要求1所述的电视标准时间码解调器，其特征在于全电视信号经数字整形单元输出的是复合数字信号；同时对同步分离单元输出的复合同步信号进行同步分离；以场脉冲为参考点，经数字延迟单元I928μs延迟后，产生选通脉冲，选出第16行同步脉冲；再以第16行为参考点，选出时码信号中的识别脉冲；识别脉冲经数字延迟单元II后，产生选通脉冲，选出秒脉冲；识别脉冲同时送给移位脉冲形成单元，形成移位脉冲，再送至串并行转换单元对时码信号进行转换。
3.根据权利要求2所述的电视标准时间码解调器，其特征在于数字延迟单元I中的计数电路采用一个4K位的二进制计数器芯片。
4.根据权利要求1至3所述的任一种电视标准确时间码解调器，其特征在于在其BCD时间码输出端连接译码器和显视器后，即成为电视钟。
专利摘要本实用新型涉及一种在进行精密时间比对时的电视标准时间码解调器,电路具有11个单元,其特征是将CCTV视频信号经同步分离得到复合同步脉冲;经行、场分离电路分离出场脉冲;场脉冲经数字延迟后选出同步脉冲,再选出时码信号中的识别脉冲、秒脉冲、时码脉冲;最后输出BCD时间。本实用新型电路简单、误码率低、实用性强、成本低、精度高,可应用于卫星电视精密时间比对,还可广泛用于国防、科研、交通、通信等领域。
文档编号H04N5/00GK2511067SQ0127374
公开日2002年9月11日 申请日期2001年12月25日 优先权日2001年12月25日
发明者梁双有, 任燕 申请人:中国科学院国家授时中心