FR2531294A1 - Televiseur avec traitement de signaux numeriques ayant une capacite de reglage du convertisseur numerique analogique - Google Patents

Abstract

L'INVENTION CONCERNE UN TELEVISEUR AYANT UN SYSTEME DE TRAITEMENT DE SIGNAUX NUMERIQUES OU UN CIRCUIT EST PREVU POUR ETABLIR UN SIGNAL ANALOGIQUE DE SORTIE QUI EST DERIVE DU SYSTEME DE TRAITEMENT DE SIGNAUX NUMERIQUES A UN NIVEAU PREDETERMINE. SELON L'INVENTION, DES ECHANTILLONS NUMERIQUES REPRESENTATIFS DE L'INFORMATION DE L'IMAGE SONT APPLIQUES A UN CONVERTISSEUR NUMERIQUE-ANALOGIQUE 40A, 40B, 40C QUI, EN REPONSE, DEVELOPPE UN SIGNAL ANALOGIQUE CORRESPONDANT DE SORTIE; UN CIRCUIT D'ATTAQUE 44 REPONDANT AU SIGNAL ANALOGIQUE DE SORTIE DEVELOPPE LE SIGNAL APPROPRIE D'ATTAQUE, POUR PRODUIRE UNE VISUALISATION DE L'INFORMATION DE L'IMAGE; UN GENERATEUR DE SIGNAUX 22, 23, 24, 28, 29, 30A, 30B, 30C DEVELOPPE UN SIGNAL DE REGLAGE BL APPLIQUE AU CONVERTISSEUR NUMERIQUE-ANALOGIQUE POUR ETABLIR LE SIGNAL ANALOGIQUE DE SORTIE A UN NIVEAU PREDETERMINE. L'INVENTION S'APPLIQUE NOTAMMENT AUX TELEVISEURS COULEURS.

Description

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La présente invention se rapporte à des systèmes de visualisation de télévision avec des circuits de traitement

de signaux numériques, ayant une capacité de réglage numé-

rique-analogique. Dans des téléviseurs, un signal vidéo analogique sur bande de base est échantillonné et les échantillons sont convertis en échantillons numériques représentatifs par un convertisseur analogiquenumérique Les échantillons numériques sont traités dans un filtre en peigne numérique

pour produire des échantillons numériques représentant-

l'information séparée de luminance et de chrominance.

Les échantillons numériques contenant l'information de luminance et de chrominance sont alors traités dans des canaux respectifs d'une section de traitement de signaux numériques La section de traitement de signaux numériques accomplit des fonctions semblables à celles accomplies par les canaux analogiques de luminance et de chrominance

que l'on trouve dans des téléviseurs conventionnels.

Les convertisseurs numériques-analogiques convertissent les échantillons numériques produits par les canaux de

luminance et de chrominance en signaux analogiques repré-

sentant l'image en couleur qui doit être visualisée Si les

signaux analogiques sont les signaux Y, I et Q dans un systè-

me couleur NTSC, ces signaux analogiques sont mélangés pour produire les signaux R, G et B nécessaires pour

attaquer les cathodes d'un tube-image couleur.

La présente invention concerne un convertisseur numérique-analogique dont les sorties peuvent être établies à des niveaux prédéterminés de tension par un signal de réglage Avec un tel convertisseur numérique/analogique, des fonctions comme l'effacement ou la suppression des

couleurs, qui au préalable étaient accomplies par un cir-

cuit analogique, peuvent être accomplies de façon rapide, principalement par le circuit de traitement de signaux numériques, sans nécessiter un cablage supplémentaire dans un circuit, comme le circuit d'attaque du tube-image, qui peut se trouver à une certaine distance de la section de

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traitement de signaux du téléviseur.

Plus particulièrement, selon un aspect de l'invention, des échantillons numériques représentatifs de l'information

de l'image sont appliqués à un convertisseur numérique-

analogique, qui, en réponse, développe une sortie analo- gique correspondante Un circuit d'attaque répondant au signal analogique de sortie développe le signal approprié d'attaque pour l'électrode appropriée du tube-image afin de produire une visualisation de l'image Un générateur de signaux développe un signal de réglage qui est appliqué au convertisseur numérique-analogique pour établir le

signal analogique de sortie à un niveau prédéterminé.

L'invention sera mieux comprise et d'autres buts,

caractéristiques, détails et avantages de celle-ci apparal-

tront plus clairement au cours de la description explica-

tive qui va suivre faite en référence aux dessins schémati-

ques annexés donnés uniquement à titre d'exemple illustrant un mode de réalisation de l'invention et dans lesquels: la figure 1 illustre un téléviseur avec circuit-de traitement de signaux numériques ayant une capacité de réglage du signal analogique de sortie dans des buts d'effacement selon l'invention; la figure 2 montre un mode de réalisation spécifique du convertisseur numérique-analogique de la figure 1; et la figure 3 illustre une partie du circuit de traitement de signaux numériques de la figure 1 qui contient une capacité de réglage de signaux analogiques dans des

buts de suppression de couleur selon l'invention.

Sur la figure 1, un signal de télévision est reçu par une antenne 21 et est traité par un tuner 22, un circuit de traitement à fréquence intermédiaire 23 et un détecteur vidéo 24 pour produire, d'une façon conventionnelle, un

signal vidéo composite à la sortie du détecteur vidéo 24.

Le signal vidéo composite analogique est appliqué à une

entrée d'un convertisseur analogique-numérique (A/D) 25.

Le convertisseur A/D 25 échantillonne le signal vidéo à

une fréquence égale à quatre fois la fréquence de sous-

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porteuse couleur ( 4 fsc), pour produire des échantillons numériques du signal vidéo Chaque échantillon numérique peut comprendre par exemple, un mot de 8 bits Le signal vidéo analogique sera par conséquent quantifié à l'un des 256 niveaux distincts Le signal d'horloge d'échantillonnage à 4 f pour le convertisseur A/D 25, est développé par Sc- un générateur 27 de signaux d'horloge pour permettre au

convertisseur A/D d'échantillonner le signal vidéo analogi-

que sensiblement en synchronisme de phase et de fréquence avec le signal de synchronisation de Sou S-porteu Se de chrominance

qui est contenu dans le signal vidéo -

Un séparateur de signaux de synchronisation 28 répond au signal vidéo produit par le détecteur vidéo 24 pour produire des impulsions de synchronisation horizontale et verticale qui sont appliquées à une unité de déviation 33

le long des lignes de signaux H et V, respectivement.

L'unité de déviation 33 produit des signaux de déviation horizontale et verticale pour des enroulements déflecteurs

34 d'un tube-image couleur 35.

Le signal vidéo numérique produit par le convertisseur A/D 25 est appliqué à une entrée d'un filtre en peigne numérique 26 qui est déclenché à la fréquence de 4 fsc' Le filtre en peigne 26 produit un signal numérique séparé de luminance qui est appliqué, le long d'une ligne de données, à un dispositif 32 de traitement de signaux de luminance Le dispositif 32 prend le signal numérique de luminance et le traite selon divers signaux de commande ou de réglage qui lui sont appliqués, comme un réglage du contraste par le spectateur, qui n'est pas représenté sur la figure 1, et il produit un signal traité de luminance qui

est appliqué aux entrées d'un convertisseur numérique-

analogique (D/A) 40 c Le signal de luminance à la sortie du convertisseur D/A 40 c, sous forme analogique, est filtré par un filtre passe-bas 41 c pour retirer les composantes à la fréquence d'échantillonnage, et un signal traité de luminance Y' est appliqué à une entrée d'un étage d'attaque

44 du tube-image.

Le filtre en peigne 26 produit également un signal numérique séparé de chrominance qui est appliqué à l'entrée d'un dispositif de traitement de chrominance 31 Le

dispositif de traitement de chrominance 31 peut comprendre.

un amplificateur de chrominance, non représenté sur la figure 1, qui amplifie le signal de chrominance en réponse à des signaux de réglage de saturation des couleurs commandés par le spectateur et un moyen d'accentuation

numérique de chrominance, qui n'est pas non plus repré-

senté sur la figure 1, qui modifie les caractéristiques de réponse présentées par le signal de chrominance pour compenser toute caractéristique de réponse non souhaitable

du circuit à fréquence intermédiaire 23.

Les signaux traités de chrominance sont alors appliqués à un démodulateur I-Q 36 Le fonctionnement du démodulateur 36 est synchronisé par des signaux d'horloge I et Q du générateur 27 de signaux d'horloge pour démoduler le signal de chrominance en ses composantes numériques sur bande de base I et Q Le signal I démodulé est appliqué à une entrée d'un filtre 37 à réponse impulsionnelle définie (FIR) et le signal Q démodulé est appliqué à l'entrée d'un filtre FIR différent 38 Le filtre 37 de I a une bande passante qui s'étend de O à environ 1,5 M Hz et le filtre de Q a une bande passante qui s'étend de O à 0,5 M Hz Les filtres de I et Q suppriment le bruit à haute fréquence pouvant être contenu dans les signaux de couleur du fait de la largeur de bande relativement irportante du circuit précédant les canaux de traitement de I et Q. Les signaux numériques filtrés I et Q sont convertis en signaux analogiques respectivement par les convertisseurs DIA 40 a et 40 b Les signaux analogiques sont alors filtrés par les filtres passe-bas 41 a et 41 b pour retirer les composantes à la fréquence d'échantillonnage Les signaux I' et Q' résultants sont appliqués aux bornes respectives

d'entrée de l'étage d'attaque 44.

Le fonctionnement du circuit de traitement numérique ainsi décrit est expliqué en plus de détail dans la demande de brevet US No 383 290 déposée le 28 Mai 1982 et intitulée

"CLOCK GENERATION APPARATUS FOR A DIGITAL TELEVISION

SYSTEM", par E G Lewis, Jr.

L'étage d'attaque 44 comprend une matrice couleur analogique 39 de conception conventionnelle, à laquelle sont appliqués les signaux analogiques 1 ', Q' et Y' par des tampons respectifs 42 a-42 c pour développer les signaux conventionnels RGB représentant l'information de l'image du rouge, du vert et du bleu Les signaux RGB sont amplifiés par des amplificateurs d'attaque 43 et sont appliqués aux diverses électrodes de cathode d'un dispositif de visualisation de l'image, comme un tubeimage 35, pour produire une visualisation de l'information d'image en

couleur contenue dans le signal vidéo composite.

La présente invention a pour caractéristique un con-

vertisseur numérique-analogique-capable d'avoir un niveau du signal de sortie établi à une valeur prédéterminée lors de la réception d'un signal de réglage Une telle capacité permet, par exemple, l'effacement horizontal et vertical de l'écran du tube-image couleur 35 en utilisant des

techniques numériques plutôt que la technique convention-

nelle d'un signal d'entrée analogique appliqué à l'étage

d'attaque 44.

Comme cela est illustré sur la figure 1, le séparateur 28 de signaux de synchronisation développe un signal

composite de synchronisation qui est appliqué à un généra-

teur d'impulsions d'effacement 29 qui développe,le -long d'une ligne de signaux, des impulsions d'effacement BL d'une durée égale aux intervalles d'effacement horizontal

et vertical -

Les impulsions d'effacement sur la ligne de signaux BL sont appliquées par des circuits retardateurs respectifs a, 30 b et 30 c, aux bornes d'entrée de rétablissement de convertisseurs respectifs D/A 40 a, 40 b, 40 c A la réception du flanc négatif des impulsions d'effacement aux bornes de rétablissement, les convertisseurs 40 a, 40 b et 40 c établissent leur tension de sortie à des niveaux prédéterminés pendant la durée de l'impulsion Par exemple, si la plage à la sortie du convertisseur D/A est entre 0 volt et -1 volt, le rétablissement du convertisseur D/A aura pour résultat une tension de sortie maintenue, par exemple, au niveau de O volt. Avec les niveaux de sortie des trois convertisseurs a, 40 b et 40 c pendant les intervalles d'effacement horizontal et vertical maintenus à O volt, les tensions analogiques 1 ', Q' et Y' sont également établies au niveau de O volt Les étages tampons 42 a, 42 b, 42 c sont conçus afin qu'une entrée de O volt à chacun, avec décalage de niveau et inversion appropriés, produise des tensions sur les lignes de signaux R, G et B qui coupent les amplificateurs d'attaque dans le circuit amplificateur d'attaque 43 pour produire une coupure des électrodes de cathode dans le tube-image couleur 35 La coupure des électrodes produit un écran blanc ou effacé pendant la

durée de l'intervalle d'effacement horizontal ou vertical.

La possibilité d'effacement selon l'invention est avantageuse par le fait qu'il peut être souhaitable de prévoir une capacité d'effacement à proximité de la fin de la chaîne de traitement de signaux numériques plutôt

qu' à proximité du début,conw en un point prés du fonctionne-

ment du convertisseur A/D 25 Si l'information d'efface-

ment est introduite dans les signaux numériques de luminance et de chrominance de façon précoce dans la chaîne de traitement, les circuits ultérieurs de traitement peuvent changer de façon erronée ces signaux numériques en signaux incapables de produire des niveaux corrects d'effacement

pour les signaux analogiques Y', Q' et Il.

Des circuits retardateurs 30 a-30 c sont prévus pour permettre auxniveaixdes signaux d'effacement d'être développés sensiblement simultanément sur les lignes de sortie de I', Q' et Y' Commeles informations de luminance et de mélange de couleur I, Q et Y sont traites dans différents canaux de données, les retards de traitement introduits dans les différents canaux différent pour

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l'information I, Q et Y Par ailleurs, comme les largeurs de bande pour les signaux I', Q' et Y' diffèrent d'environ 4,5 M Hz pour le signal Y' à environ 0,5 M Hz pour le signal Q', les retards groupés introduits par les filtres passe bas 41 a-41 c diffèrent Les circuits retardateurs 30 a- 30 c sont conçus pour tenir compte de tous ces retards afin d'amorcer la partie d'effacement des signaux de sortie I',

Q' et Y' sensiblement en même temps.

Un exemple d'un convertisseur D/A ayant une capacité de rétablissement à utiliser selon les enseignements de l'inventionest le convertisseur D/A à 10 bits d'entrée fabriqué par TRW Corporation, Redondo Beach, Californie, E.U A, modèle TDC 1016 J En mode de fonctionnement

d'entrée TTL (logique transistor-transistor), ce convertis-

seur D/A peut être utilisé de façon que la broche 11 soit

l'équivalent fonctionnel de la borne d'entrée de rétablisse-

ment de -la figure 1.

Alternativement, le convertisseur D/A 400 illustré

sur la figure 2 peut être utilisé pour chacun des convertis-

seurs D/A 40 a-40 c de la figure 1 Le convertisseur D/A 400 est un convertisseur à 8 bits, car le signal de traitement

de signaux numériques de la figure 1 nécessite la quantifi-

cation d'un signal vidéo composite à pas plus de 256 niveaux.

Pour maintenir le rapport signal/bruit à une valeur élevée, le convertisseur 400 fonctionne en mode de maintien du zéro en utilisant huit bascules ou flips-flops 50 du type données Chacun des bits d'entrée 20 27 de l'échantillon numérique correspondant de sortie est appliqué à une borne d'entrée D respective d'une bascule respective 50 du type D La donnée à 8 bits est échantillonnée dans les bascules du type D à la réception d'une impulsion d'horloge du générateur d'horloge 27 de la figure 1 le long d'une ligne de signaux d'horloge qui est couplée à chacune des bornes d'entrée d'horloge des bascules 50 Les bornes de sortie Q des bascules 50, représentant la donnée reçue, sont reliées à l'une des 8 sources commutées respectives de courant 51 Les sorties des sources commutées de courant 51 sont reliées à un réseau d'addition 52, comme un réseau conventionnel R 2 R, pour produire une tension analogique de sortie dont la valeur est fonction du niveau du signal

mis sous forme numérique, représenté par les 8 bits 2 -27.

Les impulsions d'effacement horizontal et vertical de tendance négative après retard approprié, sont appliquées le long d'une ligne de rétablissement de la figure 2, aux bornes d'entrée de rétablissement R des bascules 50 du type D pour produire un état logique de sortie O à chacune des bornes de sortie Q Un O logique à chacune des bornes de sortie Q produit, à la sortie du réseau 52, une tension analogique de sortie qui est sensiblement nulle La tension analogique nulle de sortie pour le convertisseur D/A 400 a pour résultat des tensions I', Q' et Y' nulles aux

sorties des filtres passe-bas 41 a-41 c.

On peut utiliser d'autres types de bascules du type D dans le convertisseur D/A 400 de la figure 2 Par

exemple, des bascules du type D ayant des bornes de valida-

tion de sortie plutôt que des bornes de rétablissement peuvent être utilisées Les impulsions d'effacement sont alors appliquées aux bornes de validation de sortie pour maintenir les sorties Q à l'état bas pendant l'intervalle

de l'impulsion d'effacement.

La figure 3 montre une partie du circuit de la figure 1 que l'on utilise lorsqu'une capacité de suppression

de couleur est produite lors de l'utilisation d'un conver-

tisseur numérique-analogique ayant une capacité de réta-

blissement Les éléments des figures 1 et 3 ayant les mêmes chiffres de référence fonctionnent d'une façon

identique Sur la figure 3, la ligne BL de signaux d'efface-

ment est directement connectée au circuit retardateur 30 c qui est interposé entre le générateur d'effacement 29 et la borne d'entrée de rétablissement R du convertisseur D/A c du canal de luminance La ligne d'effacement BL est également directement connectée à une borne d'entrée d'une porte ET 45 A l'autre borne d'entrée de la porte ET 45 est appliqué un signal K de suppression de couleur que l'on obtient d'un circuit analogique conventionnel ou du circuit de suppression de couleur de la partie de traitement de

signaux numériques du téléviseur Dans un système de traite-

ment de signaux numériques, le signal de suppression de couleur K peut être dérivé dans le dispositif de traite- ment de chrominance 31 de la figure 1, à la-façon détaillée dans la demande de brevet US No 359 433, déposée le 18 Mars 1982 et intitulée "DIGITAL TELEVISION RECEIVER AUTOMATIC CHROMA CONTROL SYSTE Mpar H G Lewis, Jr et S M Eliscu Le signal K de suppression de couleur reste à son état bas tant que l'on souhaite ne visualiser que

l'information de luminance.

La borne de sortie de la porte ET 45 est connectée

par les circuits retardateurs d'impulsions 30 a et 30 b aux bornes respec-

tives d'entrée des circuits convertisseurs 40 a et 40 b qui, à leur tour, sont couplés aux bornes de rétablissement R du convertisseur D/A 40 a de I et du convertisseur D/A 40 b de Q Ainsi, à la présence du signal négatif de suppression de couleur K, la sortie de la porte ET 45 passe à l'état bas avec pour résultat un rétablissement des convertisseurs a et 40 b et pour résultat un niveau de tension de sortie nulle pour les signaux I' et Q' Seule l'information de luminance est appliquée à l'étage d'attaque 44 pour

produire une visualisation d'image en noir et blanc.

Claims (6)

R E V E N D I C A T I O N S

1 Téléviseur ayant un système de traitement de signaux numériques pour produire un signal analogique de sortie à partir de signaux d'information appliqués

numériquement pour obtenir un signal d'attaque d'un dispo-

sitif de visualisation de l'image, ledit système de traite- ment de signaux numériques comprenant: un moyen pour fournir une information d'image contenant des échantillons numériques comprenant un dispositif de traitement de luminance pour produire un certain nombre de signaux numériques représentatifs de l'information de luminance et un dispositif de traitement de couleur pour produire un certain nombre d'échantillons numériques représentatifs de l'information de couleur; un agencement convertisseur numérique-analogique répondant auxdits échantillons numériques pour produire un premier signal analogique de

sortie contenant une information de couleur de ladite informa-

tion d'image et un second signal analogique de sortie con-

tenant une information de luminance de ladite information d'image; et un moyen répondant auxdits signaux analogiques de sortie pour développer ledit signal d'attaque afin de produire une visualisation de ladite image; et un circuit suppresseur de couleur caractérisé par: un moyen pour développer un signal de commande de suppression de couleur; et un moyen répondant audit signal de commande de suppression de couleur et relié audit agencement convertisseur numérique-analogique pour établir le premier signal de sortie analogique à un niveau prédéterminé ayant pour résultat l'enlèvement de l'information de couleur

de ladite visualisation.

2 Téléviseur selon la revendication 1 o l'informa-

tion d'image est contenue dans des intervalles de l'image se présentant entre des seconds intervalles pendant

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lesquels la visualisation doit être effacée, ledit -

téléviseur comprenant un moyen pour développer un signal de commande d'effacement, caractérisé en ce que ledit signal de commande d'effacement (BL) qảnd il est appliqué au moyen ( 50) établissant le signal de sortie analogique a pour résultat que les-deux signaux analogiques de sortie

(I', Q'; Y') sont établis à des niveaux ayant pour résul-

tat la production d'une visualisation blanche.

3 Téléviseur selon la revendication 1, caractérisé

en ce que le moyen précité établissant le signal analogi-

que de sortie ( 50) comprend un certain nombre de verrouil-

lages, et à une borne d'entrée (D) de chaque verrouillage est appliqué un bit correspondant d'un échantillon numérique associé et en ce que l'agencement convertisseur

numérique-analogique ( 51, 52) comprend un réseau d'addi-

tion ( 52) qui est couplé-aux bornes de sortie (Q) desdits verrouillages ( 50) pour développer un signal analogique

de sortie, dont la grandeur est représentée sous forme.

binaire par ledit échantillon numérique associé, et une ligne de signaux (rétablissement) couplée à une borne (R) de chacun desdits verrouillages recevant ledit signal de commande pour produire un état logique prédéterminé à chacune desdites bornes de sortie indépendamment de l'état dudit échantillon numérique au moment o ledit signal de

commande est développé.

4 Téléviseur selon la revendication 1 du type o le dispositif de traitement de couleur développe des premier et second groupes de bits représentant respectivement des première et seconde informations de mélange de couleur, l'agencement convertisseur numérique-analogique développant le premier signal de sortie et un troisième signal de sortie analogique représentant respectivement les première et seconde informations de mélange de couleur, caractérisé en ce que le signal de commande, quand il est développé, a pour résultat que les premier (I') et troisième (Q') signaux analogiques de sortie sont placés dans les états produisant une visualisation ne contenant que l'information

de luminance.

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Téléviseur selon la revendication 4, du type o l'agencement convertisseur numérique-analogique développe le second signal analogique de sortie qui n'est représentatif que de l'information de luminance et comprend un moyen pour développer un signal d'effacement, caractérisé en ce que le moyen établissant un signal analogique de sortie ( 50) répond au signal d'effacement pour placer les trois signaux analogiques de sortie (I', Q', Y') aux états ayant

pour résultat une visualisation blanche.