專利名稱:單片電視信號處理集成電路的雙功能輸入端信號箝位器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明是關(guān)于一種用于信號處理系統(tǒng)的雙功能輸入端的信號箝位器,它可以被合并在一個集成電路之中。
新型電視接收機(jī)里的信號處理系統(tǒng),大部分是合并于集成電路(IC)內(nèi),有時被稱之為“單片”電視集成電路。希望這樣的集成電路可執(zhí)行盡可能多的功能,以減少所需外部電路結(jié)構(gòu)的數(shù)量。在“正?!钡男盘柼幚砉δ苤?,集成電路經(jīng)常包括用于測試和/或調(diào)整IC及其連接的外部電路的裝置。隨著信號處理集成電路復(fù)雜程度的增加,例如當(dāng)它們用于電視接收機(jī)時,經(jīng)常會發(fā)現(xiàn)集成電路輸入端(通稱為芯片的“腳”)不夠應(yīng)用于全部所需功能。因此,有些輸入端就被用作雙功能。
雙功能端的一種普通用途是接收一個在集成電路“正?!辈僮鳡顟B(tài)時用作信號處理的輸入信號,還接收另一個用作啟動集成電路的“測試”模式的輸入信號。希望能使該兩種輸入信號之幅度保持在相對于這兩種操作模式的兩種不同的范圍內(nèi),從而使欲用作信號處理之信號不致使測試模式受激勵。當(dāng)這兩種信號各自按照可預(yù)期的方式產(chǎn)生時,這一點(diǎn)極易實(shí)現(xiàn)。
本發(fā)明針對于不可能確保兩種輸入信號之一保持在其相應(yīng)的幅度范圍內(nèi)的情況。本發(fā)明已考慮到,當(dāng)一個伴隨“正?!钡男盘柼幚聿僮鞯妮斎胄盘栕鳛橐粋€組合號而產(chǎn)生(該組合信號由二個或二個以上大致各自獨(dú)立操作之電路所產(chǎn)生)時,這種情況可能發(fā)生。
舉例而言,東芝公司推出的TA8680“單片”電視集成電路包括利用圖象對比度控制端啟動測試模式的構(gòu)造。希望能使耦合到對比度控制端的對比度控制電壓幅度保持于正常信號處理操作所需的預(yù)定范圍內(nèi)。當(dāng)需要啟動測試模式時,一個相當(dāng)?shù)氐陀趯Ρ榷瓤刂齐妷悍秶臏y試模式啟動直流電壓便與對比度控制端耦合。只要對比度控制電壓保持在所需的范圍內(nèi),這樣的處置即可順利進(jìn)行工作。當(dāng)對比度控制電壓由使用者的對比度校準(zhǔn)電路所產(chǎn)生時,只要正確地選擇元件值,即可能滿足此標(biāo)準(zhǔn)。
可是,本發(fā)明已考慮到,在某種情況下,需要一個或多個響應(yīng)圖象內(nèi)容的電子束電流限制電路與對比度控制端耦合,并不可能確保對比度控制電壓會在所有操作情況下保持在所需范圍之內(nèi)。其結(jié)果,該測試模式受到意外地激勵,而造成不良的圖象干擾。
本發(fā)明是關(guān)于一種如上所述類型的信號處理系統(tǒng),具有第一或正常操作模式,在操作時,以預(yù)定方式處理一個接收信號而產(chǎn)生一個輸出信號;還具有第二操作模式,例如測試模式,在操作時,第一操作模式受到抑制。模式選擇由出現(xiàn)在雙功能輸入端的輸入信號之幅度所控制。
該輸入端于信號處理操作模式時接收一個控制信號,用于控制輸出信號之性質(zhì)。一個處于預(yù)定幅度范圍內(nèi)的信號于需要激勵第二操作模式時有選擇地耦合到輸入端。
將一個裝置耦合到雙功能輸入端用以抑制輸入信號伸展進(jìn)入預(yù)定范圍去響應(yīng)信號處理控制信號而激勵第二操作模式。可是,當(dāng)需要激勵第二操作模式時,該抑制裝置無法防止輸入信號將幅度定在預(yù)定范圍內(nèi)。該抑制裝置包含一個所謂“軟信號箝位裝置”(soft signal clamp),當(dāng)控制信號的幅度到達(dá)接近激勵第二操作模式的預(yù)定范圍的一個預(yù)定閾值時,該軟信號箝位裝置即被選擇性地啟動。
這種配置使得在控制信號作為一個控制信號組合而產(chǎn)生時尤其令人滿意;這里,該控制信號組合是由二個或二個以上控制單元產(chǎn)生,這些控制單元大致各自單獨(dú)操作,其結(jié)果,可共同產(chǎn)生一個組合控制信號,該組合控制信號具有處在預(yù)定范圍內(nèi)的幅度,以供激勵第二操作模式之用。
本發(fā)明的這方面以及其他方面內(nèi)容,將根據(jù)使用上述TA8680集成電路的電視接收機(jī)的對比度控制系統(tǒng)而詳加敘述。
本發(fā)明將以唯一的附圖
作參考詳加說明,該附圖是表明本發(fā)明一個優(yōu)選實(shí)施例的示意圖。
圖中所示之電視接收機(jī)之大部分電路包含在被稱為“單片”電視集成電路IC 100的芯片中。那些在集成電路IC 100內(nèi)之電視接收機(jī)部分、以及集成電路IC 100之輸入及輸出端,均以大于100的參考數(shù)字來標(biāo)注。在本實(shí)施例中,該集成電路IC 100即是前文所述之東芝TA8680。在圖中展示僅涉及本發(fā)明實(shí)施例的一般電視接收機(jī)的通常部分以及尤其是集成電路IC 100的部分在圖中展示。
圖中,頻道選擇器1根據(jù)一個選擇的頻道選擇射頻(RF)信號并通過外差而產(chǎn)生中頻(IF)信號。該中頻信號經(jīng)中頻濾波器3濾波,其輸出信號經(jīng)由中頻輸入端101在IC電路100內(nèi)與中頻放大器103耦合。放大后的中頻信號由檢波器105解調(diào)而產(chǎn)生基帶復(fù)合視頻信號,其中包含有亮度(Y)及色度(C)成分。該復(fù)合視頻信號經(jīng)由集成電路輸出端107與亮度/色度分離器5耦合后,在其中將復(fù)合視頻信號分成亮度(Y)信號及色度(C)信號。
由亮度/色度(Y/C)分離器5產(chǎn)生之亮度信號經(jīng)由集成電路輸入端109耦合到IC 100之亮度信號處理通道。該亮度處理通道包括設(shè)置于IC 100之內(nèi)的增益控制放大器111。該放大器111之增益響應(yīng)于耦合到集成電路輸入端113之對比度控制電壓而受到控制,從而控制所接收之亮度信號之對比度性質(zhì),進(jìn)而控制再現(xiàn)圖象之對比度。該放大之亮度信號經(jīng)由集成電路輸出端115耦合至延遲線7。該延遲線7延遲亮度信號以便補(bǔ)償。色度信號則送入它自己的處理通道,對此將在下面敘述。該延遲之亮度信號經(jīng)由集成電路輸入端117與IC 100之另一亮度處理部分119耦合。除其他功能外,亮度處理部分119響應(yīng)耦合至集成電路輸入端121之亮度控制電壓控制該亮度號之直流成分,從而控制其再現(xiàn)圖象之亮度。亮度處理部分119亦響應(yīng)耦合至集成電路輸入端123耦合之清晰度控制電壓控制亮度信號之高頻率成分,從而控制其再現(xiàn)圖象之清晰度。處理后之亮度信號(-Y)耦合至集成電路輸出端125。該符號-Y表示再現(xiàn)圖象趨向黑的部分相應(yīng)亮度信號之正向部分,再現(xiàn)圖象趨向白的部分相應(yīng)亮度信號之負(fù)向部分。
由亮度/色度(Y/C)分離器5產(chǎn)生之色度信號包括由一個信號調(diào)制之彩色副載波,該信號為兩個色差信號之矢量和。該色度信號亦包括一個色同步信號分量,具有與彩色副載波相同之頻率,用以調(diào)制彩色副載波。該色度信號經(jīng)由集成電路輸入端127與IC 100之色度信號處理通道耦合。該色度信號處理通道包括一個輸入色度處理部分129,除具有其他功能外,該色度處理部分響應(yīng)與集成電路輸入端131耦合之彩色控制電壓控制所接收之色度信號之幅度,從而控制再現(xiàn)圖象之色飽和度。色度處理部分129還利用色同步信號部分使彩色副載波再生,并響應(yīng)與集成電路輸入端133耦合之色調(diào)控制電壓控制其相位,從而控制再現(xiàn)圖象之色調(diào)(或色彩)。放大的色度信號及再生之彩色副載波(SC)均耦合至色度解調(diào)器135。該色度信號經(jīng)由轉(zhuǎn)換部分137與色度解調(diào)器耦合,其功能將于下文敘述。色度解調(diào)器135利用經(jīng)再生及受色調(diào)控制的彩色副載波將彩色副載波解調(diào)以產(chǎn)生紅、綠、蘭三個色差信號(R-Y,G-Y,及B-Y)。該紅(R-Y)、綠(G-Y)、及蘭(B-Y)色差信號各與集成電路輸出端139,141,及143耦合。
IC 100所產(chǎn)生的R-Y、G-Y及B-Y色差信號,各與紅(R)、(G)與蘭(B)驅(qū)動電路9、11及13之一耦合,然后與IC 100所產(chǎn)生之亮度信號-Y組合,產(chǎn)生分別適合于驅(qū)動相應(yīng)的彩色顯象管電子槍的紅(R)、綠(G)與蘭(B)驅(qū)動信號。各個電子槍分別響應(yīng)紅(R)、綠(G)及蘭(B)驅(qū)動信號之一而產(chǎn)生相應(yīng)的電子束。在圖示之實(shí)施例中,紅、綠與蘭驅(qū)動信號是分別與包括在投影顯示系統(tǒng)21中的紅、綠與蘭顯象管15、17與19的電子槍耦合,這是由于下述問題著重于投影型電視接收機(jī)。然而,熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的人員知道,該紅、綠與蘭驅(qū)動信號同樣地可耦合到單個顯象管的各相應(yīng)電子槍。
高壓電源23提供電源給顯象管15、17及19。各顯象管15、17及19自高壓電源23所抽取的所謂“束電流”(beam current)相應(yīng)于各電子束之強(qiáng)度。
到此為止,所述用以控制接收機(jī)各部分的、使用者可調(diào)整之各種直流控制電壓均由控制單元25所產(chǎn)生。控制單元25可包括用于產(chǎn)生各個直流電壓的各個數(shù)模轉(zhuǎn)換器(DAC),還包括一個控制數(shù)模轉(zhuǎn)換器的微處理器,其控制作用響應(yīng)于例如由一個遙控發(fā)射機(jī)產(chǎn)生的、由使用者觸發(fā)的指令信號。莫托羅拉(MOTOROLA)半導(dǎo)體產(chǎn)品公司提供的所謂“TELEKAT”電視控制集成電路,包括上述構(gòu)造以及鎖相環(huán)調(diào)諧器控制器。使用者可調(diào)整之直流控制電壓亦可由其他手動調(diào)整裝置如電位器產(chǎn)生。
用以控制重現(xiàn)圖象之對比度、亮度、清晰度、彩色及色調(diào)之使用者可調(diào)整之直流控制電壓,通過相應(yīng)的低通濾波器(LPF)27、29、31、33及35與集成電路輸入端113、121、123、131、及133相耦合。
在圖示的實(shí)施例中,控制電壓之增加引起各有關(guān)特性的相應(yīng)增強(qiáng),控制電壓之降低,則引起各有關(guān)特性的相應(yīng)減弱。
控制單元25根據(jù)使用者的調(diào)整產(chǎn)生對比度與亮度控制電壓,此外,附加的對比度與亮度控制電壓由束電流限制電路37響應(yīng)于顯象管15、17及21自高壓電源23所抽取的超額束電流而產(chǎn)生。束電流限制器37感測束電流的量值并產(chǎn)生一個控制電壓用以降低對比度,同時又產(chǎn)生另一個控制電壓用以降低亮度(但較對比度的降低程度為輕),一直到達(dá)某個閾值為止。此后,束電流限制器37則加劇使亮度降低的作用。
更特殊的是,束電流限制器37將束電流轉(zhuǎn)換為一個成反比相關(guān)的電壓,當(dāng)束電流增加時,此代表電壓即減低。束電流限制器37之輸出通過包括一個電阻器39及二極管41在內(nèi)的串聯(lián)電路與IC 100的對比度控制端113耦合,又通過包括一個電阻器43及二極管45在內(nèi)的串聯(lián)電路與IC 100的亮度控制端121耦合。當(dāng)束電流增加時,二極管41及45導(dǎo)通,從而降低IC 100的相應(yīng)控制端113及121處電壓,以便束電流限制器完成如上述之操作。
在某些“直視”顯示系統(tǒng),與在投影顯示系統(tǒng)一樣地需要增加顯示裝置的光輸出。這可由增加顯象管激勵信號的幅度來實(shí)現(xiàn)。假使那樣,則需要保護(hù)顯象管的陰罩避免由于激勵信號的增強(qiáng)而被扭曲或“起泡”(blistering)。傳統(tǒng)的束電流限制器響應(yīng)于平均束電流。所以,束電流限制器本身通常不足以能夠瞬時地檢測或抑制高電子束強(qiáng)度,這種高電子束強(qiáng)度會造成局部陰罩發(fā)熱并可能起泡。
一種所謂“抗起泡”電路其作用過程響應(yīng)于例如亮度信號的圖象代表信號的趨白尖峰的波幅和占空因數(shù)(duty cycle)。因此,抗起泡電路對于直視顯示系統(tǒng)防止陰罩起泡很有作用。且已發(fā)現(xiàn)該抗起泡電路之特性對于直視及投影系統(tǒng)對控制平均圖象(信號)電平(average picturelevel)之突變都有用。
所以,在圖示之實(shí)施例中包括一個抗起泡電路47,它用于響應(yīng)產(chǎn)生于IC 100之輸出端125處的-Y亮度信號的趨白尖峰之波幅及占空因數(shù),從而產(chǎn)生附加對比度控制信號來降低對比度。該防起泡電路47之輸出端通過隔離二極管49與IC 100之對比度控制端113耦合。一種合適的抗起泡電路發(fā)表于1989年4月20日由G.K.Sendelweck等人提出的美國專利申請第340,652號之中。另一個相似電路用于商標(biāo)為RCA、并利用CTC-1595型機(jī)殼的電視機(jī)中,并見于印第安那州印第安納波里市的Thomson Consumer Electronics,Inc.于1989年發(fā)行的“RCA/GE彩色電視服務(wù)資料-CTC 159/158”之中。
在單片電視IC 100的部分的敘述中除轉(zhuǎn)換部分137外,屬于正?;蛐盘柼幚聿僮髂J?。單片電視IC 100還具有測試操作模式,這是在電視接收機(jī)制造過程中專供測試或調(diào)整之用。由于IC 100之復(fù)雜性,集成電路可供使用的各端子不夠正常及測試操作這兩種模式所必需要的各功能之用。因此,IC 100的某些端子被供作雙功能之用。有關(guān)IC 100的這方面情況,下面將專門討論。
轉(zhuǎn)換部分137系包括在IC 100之內(nèi),從而使輸出端143用以在正常操作模式時提供應(yīng)G-Y色差信號,并用以在測試模式時提供色度處理部分129之輸出信號。特別是,于正?;蛐盘柼幚砟J綍r,轉(zhuǎn)換部分137使色度處理部分129所產(chǎn)生之色度信號與色度解調(diào)器135耦合。這是用圖示于方框137中的開關(guān)臂之實(shí)線位置所代表的。結(jié)果,各色差信號R-Y,B-Y及G-Y分別產(chǎn)生于集成電路輸出端139、141及143處。于測試模式時,色度解調(diào)器135被旁路。這是用圖示于方框137中的開關(guān)臂之虛線位置和旁路色度解調(diào)器135的導(dǎo)線所表示。此測試模式啟動一個色同步門信號(burst gate signal),該色同步門信號于正常操作模式時用以分隔色度信號之色同步信號分量。
集成電路輸入端113亦用作雙功能端。于正常操作模式時,該輸入端113供接收對比度控制電壓之用。
而于測試模式時,一個處于預(yù)定范圍內(nèi)之電壓(+1.8至+2伏)被加到輸入端113。這可由使一個調(diào)定在給定數(shù)值的基準(zhǔn)電壓源的輸出耦合至IC輸入端113而實(shí)現(xiàn)。一個含有電壓比較器的轉(zhuǎn)換控制單元145控制轉(zhuǎn)換單元137之“位置”,從而響應(yīng)出現(xiàn)于集成電路輸入端113處的電壓而控制IC 100之操作模式。
明顯地,為了使IC 100在預(yù)期的電視接收機(jī)收看環(huán)境下正確地處理接收的亮度及色度信號,響應(yīng)于耦合至113端的對比度控制電壓而在該IC輸入端113出現(xiàn)的電壓必須保持在遠(yuǎn)大于用來啟動測試模式的預(yù)定范圍(+1.8至+2伏)之上(大于+2.2伏)。通常,可以選擇能確保此標(biāo)準(zhǔn)之元件值??墒?,當(dāng)該對比度控制信號由兩個或兩個以上之控制信號的組合所產(chǎn)生,而這些控制信號則由各有關(guān)控制電路大致上各自獨(dú)立操作而產(chǎn)生(如圖示的本實(shí)施例那樣),則不可能確保此標(biāo)準(zhǔn)能適合所接收電視信號之所有情況。特別是當(dāng)該系統(tǒng)是按提供較高幅度顯象管驅(qū)動信號而設(shè)計(jì)時,更是如此。
例如,假如該頻道從一個具有低平均圖象(信號)電平的電視信號的頻道變換到一個具有高平均圖象(信號)電平的頻道,而接收機(jī)設(shè)定在高對比度情況時,就會突然發(fā)生需要供給電子束電流的情況,而束電流限制器37以降低其對比度控制電壓來作為響應(yīng)。同時,抗起泡電路47也以降低其對比度控制電壓來響應(yīng)-Y輸出信號。其結(jié)果,在集成電路輸入端113處之電壓會降低(低于+2伏)致使啟動測試操作模式。假如那樣,色度解調(diào)器135被旁路,該色同步門測試信號被耦合到IC 100之G-Y輸出端143。這樣造成出現(xiàn)“綠閃光”(green flash),直到接收機(jī)重新到達(dá)平衡為止。已經(jīng)發(fā)現(xiàn),在某些情況下,該接收機(jī)甚至?xí)跍y試模式中保持“鎖閉”(lock up)。
為了這樣的目的,即在如上所述之信號狀態(tài)下,在信號處理模式時響應(yīng)于上述組合的對比度控制信號而禁止在集成電路輸入端113處出現(xiàn)的電壓達(dá)到啟動測試操作模式的范圍(+1.8至+2.2伏),將一個由串聯(lián)連接之二極管51及電阻器53組成之“軟箝位器”連接在一個可獲得大于測試模式啟動電壓(+5伏)的正箝位電壓的點(diǎn)與集成電路輸入端113之間。雖然在信號處理模式時,該軟箝位器禁止輸入端113處之電壓達(dá)到測試模式啟動電壓,但當(dāng)?shù)扔跍y試模式啟動電壓的基準(zhǔn)電壓直接耦合至輸入端113時,軟箝位器并不阻止對測試模式之啟動。
二極管51根據(jù)預(yù)期在輸入端113出現(xiàn)的正常的組合的對比度控制電壓(+4至+9伏)而通常被反向偏置。當(dāng)如上所述之暫態(tài)造成該組合的對比度控制電壓降低時,二極管51變?yōu)閷?dǎo)通。結(jié)果,輸入端113通過電阻器53而被箝位于正箝位電壓。再從另一方面看,電阻器53有效地造成對對比度控制集成電路輸入端113的分流。這樣既減低對比度控制環(huán)路增益,并禁止輸入端113之電壓達(dá)到測試模式啟動電壓。
雖然本發(fā)明根據(jù)對比度控制功能而敘述,但它亦可應(yīng)用于例如亮度控制功能的其他控制情況,即響應(yīng)于圖象情況而進(jìn)行動態(tài)控制的情況。此外,其他門限器件例如晶體管或齊納二極管均可用于軟箝位器。上述內(nèi)容及其變型均屬于本發(fā)明范圍之內(nèi),并為下列權(quán)利要求范圍所限定。
權(quán)利要求
1.一種裝置包含信號處理裝置(100),具有第一操作模式,在該模式的操作期內(nèi),按預(yù)定方式處理至少一個接收信號以產(chǎn)生一個輸出信號;并具有第二操作模式,在該模式的操作期內(nèi),所述第一操作模式受到抑制而停止操作;該信號處理裝置(100)包括一個輸入端(113)及模式選擇裝置(137、145),該模式選擇裝置(137、145)響應(yīng)于出現(xiàn)在所述輸入端(113)的一個輸入信號以確定該信號處理裝置(100)之操作模式;當(dāng)該輸入信號具有處在第一幅度范圍內(nèi)之幅度時,該信號處理裝置即按該第一模式操作,若該輸入信號具有處在第二幅度范圍內(nèi)之幅度時,則該信號處理裝置即按該第二模式操作;第一控制裝置(37),在該信號處理裝置按所述第一模式操作時,產(chǎn)生第一控制信號以控制該接收信號之性質(zhì);第二控制裝置(47),在該信號處理裝置按所述第一模式操作時,產(chǎn)生第二控制信號以控制該接收信號之所述性質(zhì);組合裝置(39、41、49),用于組合上述第一及第二控制信號以產(chǎn)生一個組合控制信號,當(dāng)該信號處理裝置(100)按所述第一操作模式操作時,該組合控制信號耦合到該輸入端(100),以控制該接收信號的所述性質(zhì);其特征在于,上述第一控制裝置(37)及第二控制裝置(47)各自獨(dú)立操作以產(chǎn)生相應(yīng)的第一及第二控制信號,其產(chǎn)生方式使得該組合信號可具有處在該第二幅度范圍內(nèi)之幅度并因而不合適地造成該信號處理裝置(100)按所述第二模式操作;及與該輸入端(113)相耦合的選擇性的抑制裝置(51、53),用于抑制出現(xiàn)在所述輸入端的該輸入信號響應(yīng)于所述組合控制信號而延伸進(jìn)入該第二幅度范圍,但當(dāng)一個第二模式啟動信號直接耦合到所述輸入端(113)時,容許該輸入信號進(jìn)入該第二幅度范圍。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述之裝置,其特征在于,該選擇性的抑制裝置(51、53)包含一個軟信號箝位器,它與該信號處理裝置(100)的所述輸入端(113)相耦合,并響應(yīng)于該組合控制信號。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述之裝置,其特征在于,所述輸入信號、組合控制信號及第二模式啟動信號分別包含其相應(yīng)的電壓;及所述軟信號箝位裝置包含一個具有一個預(yù)定導(dǎo)電閾值的器件與一個電阻元件的器件,該電阻元件串聯(lián)連接于所述第二幅度范圍外之的電壓源與所述信號處理裝置的輸入端二者之間;當(dāng)所述組合控制信號伸展進(jìn)入該第二幅度范圍內(nèi)時,該器件即變?yōu)閷?dǎo)電。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述之裝置,其特征在于,所述信號處理裝置(100)被包括于一個集成電路之內(nèi),所述輸入端(113)是該集成電路的一個連接端。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述之裝置,其特征在于,所述第二模式是供測試所述信號處理裝置(100)之測試模式。
全文摘要
一種單片電視集成電路,有一個雙功能輸入端(113),接收代表圖象特性之控制信號及具有預(yù)定范圍的幅度用以啟動測試模式的信號??刂菩盘栔辽儆傻谝患暗诙刂齐娐樊a(chǎn)生,前者提供使用者設(shè)定之第一控制信號;后者提供響應(yīng)集成電路產(chǎn)生之圖象代表信號之圖象內(nèi)容的第二控制信號。此二控制信號可產(chǎn)生組合控制信號加到雙功能輸入端。與雙功能輸入端耦合之電路(51,53)響應(yīng)于組合的控制信號禁止雙功能輸入端的電壓達(dá)到啟動測試模式的范圍之內(nèi)。
文檔編號H04N17/04GK1056203SQ9110289
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)明者吉恩·K·森德爾韋克, 托馬斯·D·格利 申請人:湯姆森消費(fèi)電子有限公司