高清晰度电视接收机 本发明涉及到一种既能接收当前标准彩色电视信号(NTSC、PAL、SECAM等)、又能接收其水平偏转频率为当前标准信号的二倍的高清晰度电视(HDTV)信号的高清晰度电视接收机。具体地说，本发明旨在提供一种HDTV接收机，它包括能以两倍速率处理当前标准彩色电视信号的倍速处理部分，其电路安排和结构进行了改进，从而使该HDTV接收机更为紧凑和低成本，并且可以防止对当前标准彩色电视信号进行倍速转换时带来的图象质量劣化。
叙述中将以NTSC制式信号作为当前标准制式彩色电视信号的典型实例。
近来，高清晰度电视制式(HDTV)节目和先进电视制式(ADTV)节目(它们在日本分别被称为Hi-vision和Clearvision)正通过广播或以分组媒体(Packaged media)形式传播并变得日益普及。与当前电视广播制式例如NTSC制式相比较，HDTV制式或ADTV制式提供更高的图象质量。在高图象质量的广播中，MUSE制式属于HDTV制式，第一代和第二代扩展电视(EDTV)制式则属于ADTV制式。
HDTV、Clearvision，和NTSC这三种制式的垂直偏转频率实质上是相同的，但Hi-Vision制式和Clearvision制式的水平偏转频率约是NTSC制式的两倍。即Hi-Vision或Clearvision制式的行扫描线数约是NTSC制式的两倍。在能显示HDTV信号和NTSC信号的HDTV接收机中的NTSC信号处理可以按以下三种制式中的一种来实现：
(1)Clearvision制式；
(2)两倍场频处理制式；
(3)水平偏转频率切换制式。
这三种信号处理制式与HDTV制式信号结构的区别示于下表和图5(a)到(c)。
Clearvision两倍场频 水平偏转频率 Hi-Vision
制式 处理制式 切换制式 信号制式fh(水平偏转频率)[KHz] 31.5 31.5 15.75 33.75fv(垂直偏转频率)[KHz] 60 120 60 60隔行扫描/非隔行扫描 非隔行扫描 隔行扫描 隔行扫描 隔行扫描信号插值 应用 不应用 不应用 /
如图5(c)所示，Clearvision制式是两倍密度无隔行扫描的制式，图中行扫描线1′和2′通过插值法而产生，即行扫描线1′和2′由HDTV接收机工作于场内过程和场间过程(场扫描过程和场消隐过程)之间的自适应切换而产生，这种切换是根据检测到的图象是运动图象还是静止图象进行的。
在两倍场频处理制式中，水平和垂直扫描由以两倍速率偏转的电子束实现，它们分别示于图5(b)中实线。第一场中每一条行
扫描线被扫描两次，间隔1/120秒，第二场是交织地，而且每一条线也类似地被扫描两次。
在水平偏转频率切换制式中，水平偏转频率被切换到NTSC制式的15.75KHz，以实现普通NTSC制式中的隔行扫描，如图5(a)中实线所示。
在Clearvision电视制式或两倍场频制式中，处理NTSC制式信号的水平偏转频率fh是31.5KHz，这是NTSC制式水平偏转频率的两倍，接近于HDTV的水平偏转频率31.5到37.5KHz的范围。所以HDTV信号处理电路和NTSC信号处理电路共用水平偏转电路和高压产生电路是可能的和有利的。然而，Clearvision电视制式需要有帧存储器以产生插值信号，这意味着要增加成本，而且每当从运动图象切换到静止图象时可能产生不自然的移动，意味着图象质量的劣化。
另外，两倍场频制式需要有场存储器和在120Hz和60Hz间切换垂直偏转频率的切换装置，用于NTSC信号处理和Clearvision信号处理间的转换，将导致成本的增加。
水平偏转频率切换制式需要有切换水平偏转电路和高压产生电路的电路，这是因为Clearvision信号处理中的水平偏转频率约是NTSC信号处理中的两倍，这将引起成本的增加和接收机体积的增加。
本发明的目的之一是提供一种紧凑、低成本、且在进行倍速转换时防止图象质量劣化的HDTV接收机，这是通过采取对HDTV接收机的两倍速率NTSC信号处理、特别是辅助垂直偏转线圈的合理的电路安排与结构而实现的。
为了实现上述目标，根据本发明，一种HDTV接收机，它在阴极射线管的荧光屏上显示当前标准制式彩色电视信号图象和水平偏转频率为当前标准的两倍的HDTV信号图象，该阴极射线管具有一对速率调制线圈按垂直偏转方向安装在线圈架上，该接收机包括：一个水平偏转电路，用以在重现当前标准彩色电视信号时，实现约为从当前标准彩色电视信号中分离出的水平同步信号的两倍频率的水平偏转；一个倍速转换电路，用于在当前标准彩色电视信号的重现过程中把输入的当前标准彩色电视信号在时域上压缩到原来的1/2，并将输出的信号提供给前述的阴极射线管，该信号中两条扫描线与时间压缩前的一条扫描线内容相同；以及一个辅助垂直偏转电路，用于驱动一对辅助垂直偏转线圈，以控制电子束的垂直偏转，从而使有相同内容的两条扫描线在当前标准彩色电视信号重现过程中互相重叠而显示为一条扫描线；其中设置在线圈架的空间中的辅助垂直扫描线圈处于水平偏转方向上，并与所述速率调制线圈正交。
图1是根据本发明的一个实施例的HDTV接收机的框图；
图2显示在图1的HDTV接收机中各部分的波形；
图3(a)到(c)说明了图1的实施例中的扫描线的位置；
图4(a)到(d)说明了辅助垂直偏转线圈的排列；
图5(a)到(c)说明了先有技术的示例图。
图1显示了本发明实施例的方框图。当作为一种当前标准彩色电视信号的NTSC信号输入时，实施例的工作过程将被详细描述，然而不描述HDTV信号输入时的工作过程，因为后者与传统的HDTV接收机工作过程一样。
图中NTSC制式信号从输入端1输入，经Y/C分离电路2和彩色解调器电路3得到Y(亮度信号)、R-Y和B-Y信号(彩色差分信号)。所得到的Y、R-Y、B-Y信号供给到倍速转换电路4，所得到的两倍速率的Y、R-Y、B-Y信号再经矩阵电路5进一步变换为倍速的R、G、B信号。这些倍速的R、G、B信号通过RGB驱动电路6供给阴极射线管(CRT)16。
另一方面，从输入端1送入的NTSC信号也提供给同步信号分离电路8，分离出水平同步信号Ph和垂直同步信号Pv。水平同步信号Ph经同步处理电路9的倍频后送出到水平偏转电路11。水平偏转电路11向水平偏转线圈14提供两倍于NTSC信号的频率(31.5KHz)的水平偏转电流，从而产生两倍速率的水平偏转作用。
由同步分离电路8得到的垂直同步信号Pv经同步处理电路9后送到垂直偏转电路12，垂直偏转电路12按NTSC制式的垂直偏转频率驱动垂直偏转线圈15，产生垂直偏转作用。
速率调制电路7接收由倍速转换电路4产生的倍速的Y信号，并驱动一对速率调制线圈13a，以便以该信号去调制CRT16的电子束的水平偏转速率，从而提高了重现图象的质量。
除了工作速率是两倍外，速率调制线圈13a的工作和常规线圈一样。
现在进一步详述倍速转换电路4、同步处理电路9、和辅助垂直偏转电路10。
倍速转换电路4主要通过运用存储元件实现。这就是说，在倍速转换电路4中，输入的Y信号(图2(a))按顺序写入行存储器(图中未标明)，以写入速率的两倍将同一条行扫描线的信号读出两次(图2(b))。这就是说，作为信号A被写入行存储器的水平扫描线的信号在时间上被压缩为1/2，并被两次读出为信号a和a′如图2(b)。换句话说，读出的是有相同内容的、并对应于两条扫描线的信号。通过这种处理完成了倍速转换。相应的彩色色差信号R-Y和B-Y信号也分别经过倍速转换处理。
在将水平同步信号Ph和垂直同步信号Pv送入同步处理电路9、并将其供至相应电路的基础上，同步处理电路9将产生出以下信号：
(1)用于对倍速转换电路4中的行存储器进行读写控制的时钟脉冲。
(2)频率为水平同步信号Ph的两倍的脉冲信号2Ph(图2(d))，用于提供到水平偏转电路11去，以产生水平偏转。
(3)垂直偏转驱动脉冲Pv，用于提供到垂直偏转电路12去。
(4)辅助垂直偏转脉冲Va，用于提供到辅助垂直偏转电路10(图2(e))去。
从同步处理电路9供出来的脉冲Va送到辅助垂直偏转电路10，后者向一对辅助垂直偏转线圈13b提供如图2(f)的电流。辅助垂直偏转线圈13b响应于图2(f)中电流的正半周的作用而使扫描线位置向下移动ΔP，如图3(b)所示。当响应于垂直偏转电路12的工作而进行扫描时，ΔP的大小为相邻的水平扫描线间距的一半。辅助垂直偏转线圈13b响应于如图2(f)中电流负半周的作用而使扫描线向上位移ΔP，如图3(b)所示。辅助垂直偏转电路10可由已知的触发器和公知的放大器电路组合而构成。
位移大小取决于辅助垂直偏转线圈中电流大小。因此，该电流大小应使有相同内容的相邻的两条扫描线a和a′在同一位置重合，即能使位移大小成为ΔP。
图3(c)显示了相同内容的两条相邻扫描线在同一位置重合。图3(c)中，奇数场扫描线以实线表示，在倍速转换前，偶数场开始于第262.5条行扫描线，偶数场与奇数场之间有(1/2)H的相位差，因此，这些扫描线垂直于如图3(c)中虚线X和X′所示的位置。这就是说，偶数场和奇数场包括了完整的、相互交织的扫描线。这种扫描线结构与图3(a)所示的NTSC制式的惯用的隔行扫描图象(水平偏转频率fh：15.75KHz，525条扫描线)的扫描线结构是一致的。因此，本发明的实施例能提供的图象在视觉上与普通NTSC制式的重现图象一样，即使当NTSC信号是通过水平偏转频率的倍速转换来进行重现时也是如此，所以对收看者来说，不会出现可见的混乱图象。
现在描述辅助垂直偏转线圈13b的物理位置。如图4(b)所示，一对速率调制线圈13a安装在顶部和底部，从而在水平偏转方向上调制电子束的偏转速率。另一方面，辅助垂直偏转线圈13b必须并排地设置从而能在垂直方向上偏转电子束，如图4(a)中实线箭头所示。故此，速率调制线圈13a和辅助垂直偏转线圈13b互为正交放置。
可把速率调制线圈绕制在线圈架13c上而把辅助垂直偏转线圈13b绕制在不同于线圈架13c的另一个线圈架上，并在CRT的颈部上安置这个线圈架，从而使它与速率调制线圈正交。但这时由于额外的线圈架要占据额外的空间，因而会增大电视接收机的尺寸及提高成本。在本发明的实施例中，辅助垂直偏转线圈13b和速率调制线圈安装在同一个线圈架上，而且两个线圈互为正交，如图4(c)所示。安置线圈13a和13b的线圈架13c安装在CRT的颈部，如图4(d)所示。
在HDTV信号的处理中，通过截止辅助垂直偏转线圈中的电流而使辅助垂直偏转线圈不工作，如图2(f)所示。
由于速率调制线圈13a和辅助垂直偏转线圈13b安装在同一个线圈架上，就不需为辅助垂直偏转线圈13b准备额外的线圈架和空间，从而获得体积更为紧凑和低成本的电视接收机。更进一步在实施例中因为行扫描线的位置被辅助垂直偏转线圈13b强制偏移，从而使隔行扫描工作稳定。
此外，在实施例中，接收NTSC信号时可以不改变垂直偏转频率而把水平偏转频率倍增到31.5KHz，使得在HDTV信号(Hi-Vision信号，Clearvision信号)接收(信号处理)、和NTSC信号接收(信号处理)过程之中，水平偏转频率和垂直偏转频率可以基本保持不变。因此，HDTV信号处理和NTSC信号处理能共用水平偏转电路和高压产生电路等等，这与前述的速率调制线圈和辅助垂直偏转线圈的合理安排相结合，有助于实现电视接收机的小型化和低成本。
另一方面，由于本发明没有使用传统的Clearvision电视制式的信号插值信号，从而避免了图象质量的劣化。另外，两倍场频制式中所需的大容量存储器和用于切换垂直偏转频率的切换电路也无需使用了。
尽管以上叙述采用NTSC信号作为当前标准彩色电视系统信号，本发明同样可用于既能处理PAL(或SECAM)信号和又能处理水平偏转频率是PAL(或SECAM)的两倍的HDTV信号的HDTV接收机。
本发明的优点总结如下：
(a)使用一个辅助垂直偏转线圈解决了重现当前标准彩色电视信号时由于倍增行偏转频率(例如，31.5KHz)引起的图象混乱，该辅助垂直偏转线圈安装在放置速率调制线圈的同一个线圈架上并与其基本上成正交方向。所以，节省了安装辅助垂直偏转线圈所需的额外线圈架和空间，提供了结构紧凑和低成本的电视接收机。
(b)由于使用辅助垂直偏转线圈来强制行扫描线位置产生位移，隔行扫描工作稳定。
(c)可以使HDTV信号(Hi-Vision信号，Clearvision信号)处理和当前标准彩色电视信号(例如NTSC信号)处理时的水平和垂直偏转频率基本上保持不变，这是通过在重现NTSC信号过程中让垂直偏转频率保持不变、而让水平偏转频率倍增到31.5KHz的方法来达到的。因此，使水平偏转电路和高压产生电路等可共用于HDTV信号(例如Hi-Vision信号，Clearvision信号)和当前标准彩色电视信号(例如NTSC信号)，从而有助于电视接收机的小型化和降低成本。另外，不需要提供大容量存储器和用于切换垂直偏转频率的切换电路。从而本发明有利于减小接收机体积和降低成本。
(d)因为本发明不采用传统的Clearvision制式中的插值信号，所以避免了图象质量的降低。