[发明专利]检测载波恢复和符号定时恢复完成的电路及方法和一HDTV

说明书

本发明涉及用于检测载波恢复和符号定时恢复(symbol timing recovery)完成的电路，及其方法，和采用这种电路与方法的高清晰度电视(HDTV)，更具体地，涉及能够在HDTV接收机中的一个短的时间周期内稳定操作的检测载波恢复和符号定时恢复完成的电路及其方法。

多年来，已经在发展具有大屏幕和高分辨率的电视方面作出了多方的努力。作为这种发展的结果，基于多付尼奎斯特取样编码(mvltiple sub-NyqisT(MUSE))的第一个高清晰度电视广播以模拟传送的方式在日本投入使用。

在美国，Grand Alliance(GA)委员会已经提出了用于HDTV制式的技术标准。GA委员会已采纳残留边带(VSB)调制作为GA-HDTV调制标准。具体来讲，利用8电平的8-VSB和利用16电平的16-VSB，作为GA-HDTV的调制标准，已分别被采纳用作陆地广播模式和高速电缆(high speed cable)模式。

图1是由GA委员会提出的一种常规的HDTV的示意性方框图。在图1中，调谐器102从天线选择一个试图接收的TV频道信号。通常，调谐器102的输出是一个其中心频率为44MHZ和其带宽为6MHZ的已调HDTV信号。

但是，由于调谐器102的内部滤波器的非理想特性，调谐器102的输出包括邻近频道的信号，而不光是通过试图接收的6MHZ带宽的HDTV信号。由于邻近频道信号对于试图接收的频道信号的干扰，调谐器102的输出被其带宽精确为6MHZ的表面声波滤波器(SAW)104滤波。

中频(IF)放大器106保持模/数(A/D)变换器110的输入处于一个适当的电平。IF放大器106的增益响应于来自AGC电路114的一个自动增益控制(AGC)信号输出而受到控制。这里，适当的电平是通过加一个直流偏移1.25到±1、±3、±5、±7的8个电平上得到的-5.75、-3.75、-1.75、0.25、2.25、4.25、6.25和8.25。

另外，调谐器102包括一个射频(RF)放大器。如果IF放大器106的增益不够，射频RF放大器响应于来自AGC电路114的AGC信号放大接收的信号。

另一方面，在对HDTV接收机加电以后，首要操作应当是通过精密控制调谐器102的同步频率完成恢复载波。频率和相位锁定环(FPLL)电路108通过跟踪存在于IF放大器106的输出信号中的导频信号(pilot signal)，和调整调谐器102的本机振荡频率以使导频信号以零Hz频率存在，执行载波恢复。

IF放大器106的输出然后被恢复的载波相乘，从而解调出一个基带信号。

A/D变换器110根据在符号时钟恢复电路112中恢复的符号时钟信号。变换FPLL电路108的输出为数字信号。该符号时钟恢复电路112称为符号定时恢复电路。符号时钟恢复电路112估算A/D变换器110的取样点，和产生整个系统的操作时钟信号。

直流偏移去除器(DC offset remover)116去除直流偏移，该偏移来自被变换的数字数据的导频信号和A/D变换器的非线性。当该信号被发送时，一个小的1.25的数字直流电平被加到4-符号数据段同步字上，该同步字在发送前具有诸如+5、-5、-5和+5的信号电平，和加到具有随机电平的包括±1、±3、±5和±7的8个电平的832-符号数据。这提供了加导频信号到数据信号上的效果。另外，图1的A/D变换器110表示出非线性特性。由此，为了恢复原来的信号电平，接收机应当去除由导频信号带来的1.25的直流偏移和由A/D变换器110的非线性产生的直流偏移。直流偏移去除器116检测场同步数据的平均直流偏移，和从A/D变换器110的输出中减去检测的平均的直流偏移，由此去除了直流偏移。

这里，如图2所示，HDTV数据帧是由两场组成的，其每场包括一个场同步字段和312个数据字段。每个数据字段包括伴随4个符号段同步脉冲的832个数据。也就是说，如图3所示，一个数据字段由包括832个符号(包括数据和前向纠错(FEC))和4个符号的数据字段的同步脉冲的836符号组成。该数据字段同步脉冲在每个数据字段的开始，插入到一个8电平数字数据流。这里，该数据字段同步脉冲由诸如+5、-5、和-5，+5之类的四个符号的预定码型组成，和其余的数据由随机信号组成。