动态数字式梳状滤波器英文名为:Dynamic Digital Comb Filter。Comb有梳子或梳理之意。为了避免彩色电视的亮度信号与色度信号之间串扰,NTSC/PAL制在发送时即将Y/C信号应用频谱线位置间置的原理,以彩色副载波为中心,把C信号放置在Y信号的高端。我们可以在接收端再将Y/C信号按各自的频谱线分离开来,这就要使用梳状滤波器。形象的比喻人们头发的缠绕时要用梳子将它们分离开来一样。
目前国内大屏幕彩电上采用动态数字式梳状滤波器是TC9090N,这是一块28引脚的集成电路,其原理方框图如图1所示。

TC9090AN的工作原理
为了实现数字Y/C分离,该集成块中含有一路8位A/D变换器和二路8位D/A变换器,以便把模拟复合视频信号变成数字信号,再实施分离,然后把分离的数字Y和C变成模拟Y和C信号。为此集成块中还具有行存储器、动态梳状态滤波器、带通滤波器、场轮廓增强电路、核化电路、消色器、一行点相干增强电路等,并采用I2C总线控制和5V电源电压。
1.输入钳位电路(CLAMP):
这是一个复合视频信号中同步顶端钳位电路,它有反馈回路,以便Y/C分离部件中A/D变换器后的最小数据等于内部直流偏置电平。
2.模数变换器(ADC):
在芯片内设置了一个高速8位串/并A/D变换器,输入视频信号电平控制在1.5Vp-p(指同步电平到100%白色电平)。
3.行存储器:
它是1行延时内存的DRAM,集成块中有四对,把一行信号组合成三行复合视频信号,以适应每一种TV制式。
4.带通滤波器(BPF):
滤波器从行存储器已时延的复合视频信号中取出色度带宽的信号,中心频率为fsc。当输入信号是NTSC、PAL、PAL-M和PAL-N制式时,采用相同的逻辑,接在动态梳状滤波器(DCF)后面的滤波器BPF可由I\(^{2}\)C总线控制其开和关,为此色度输出信号的带宽可以调节。当工作在引脚控制模式时,色度输出信号是固定带宽。对于4.43NTSC制的BPF有自己单独的逻辑。
5.动态梳状滤波器(DCF)
这是一种垂直带通滤波器,以便从垂直方向抽出色度信号,由于采用自身逻辑,该滤波块给出了三行的相互关系。若互不关联,则该块判定为亮度信号,并终止输出色度信号。
6.垂直轮廓增强电路(VENH)
该电路增强在核化后三行亮度信号间不相关的分量,并从复合视频信号中删去色度信号,所取得的亮度信号给予增强垂直轮廓分量,并通过D/A变换器后输出。利用消隐限幅电路使输出信号限定消隐电平(内定电平值),用I\(^{2}\)C总线控制增加电平有8个等级(0dB到1.9dB)而用引脚控制有4个等级(0dB和1.5dB)。除SECAM制外,每种制式均要用到该电路。
当一行存在色度信号时,原始色度信号当作亮度信号被删除,从而出现了彩色点状干扰。该电路就是预防这一问题发生。它把一行点分量抽出并加到动态梳状滤波器的输出端。当然该电路仅在NTSC制中使用,可通过I\(^{2}\)C总线控制来选择该电路是开还是关闭。当处于引脚控制模式时,一直在接通该电路。
7.PLL(4倍复用时钟产生器)
该电路是一个4倍复用器,并做成4fsc用作系统时钟,用I\(^{2}\)C总线控制输入时钟信号的频率fsc或4fsc。当输入时钟频率为4fsc时,则信号穿过锁相环电路。
8.RTIM(系统时钟/存储器定时产生器)
该电路提供系统时钟信号(4fsc)经缓冲器加到每块电路,并为存储器产生定时信号。
9.数模变换器(DAC)
这是一个高速8位D/A变换器,在亮度信号输出时,其典型值为2.0Vp-p;用作色度信号输出时其典型值为572mVp-p。
10.核化降噪电路
由于信号中所含的噪声分量的幅度相对较小,为此通过合理的设计,使幅度较大的有用信号通过,而幅度较小的噪声成份被抑制掉,核化电路起到这一作用,目前的芯片中采用数字核化效果更佳。
TC9090AN把③脚输入的模拟复合视频信号先由A/D变换器变换为数字信号而后进行运算,分离出亮度与色度信号后再经D/A变换,重新变为模拟信号分别从输出。此外,输入的模拟信号变为数字信号后写入行存储器,通过改变寄存器的移位速度信号延时1行或2行时间,以适应NTSC制、PAL制的不同需要。因为是对数字信号进行逻辑运算,所以Y/C的分离效果更为优越。
TC9090AN还对信号进行画质改善处理,它设置的勾边电路是一种延迟线轮廓补偿电路,补偿电平由I\(^{2}\)C总线控制,从0dB到1.9dB分为8级,可以调整到最佳效果。它设置了“挖芯电路”(也称核化(coring)电路)以降低信号噪声提高信噪比。其特点是,在输入信号处于零点附近的一个小区域内输出信号为零,在此区域之外输出信号与输入信号成线性关系。信号中含有的噪声幅度一般都比较小,它处在“挖芯”范围之内,所以信号通过挖芯电路后信噪比得到提高。
对于不同的彩色制式,TC9090AN有不同的工作状态。当信号为3.58NTSC制时,行存储器输出0H、1H、2H三行信号,经带通滤波器送到动态梳状滤波器进行Y/C分离。当信号为PAL制时,行存储器输出0H、2H(延时2行的信号)4H(延时4行的信号)三行信号经带通滤波器送到动态梳状滤波器进行Y/C分离。当信号为4.43NTSC制时,色度信号由带通滤波器分离出来(不通过梳状滤波器)。当信号为SECAM制时,输入信号经A/D变换后不进行存储,也不送到动态梳状滤波器,而是再经D/A变换后输出。
TC9090AN的应用电路
TC9090AN的实际应用电路如图2所示。它应用在康佳T3488P型34英寸大屏幕彩色电视机中。
有关TC9090AN的详细资料可在本刊网站(www.radio.com.cn)下载。
(林锦昌)