摘要：ATSC的英文全稱(chēng)是Advanced Television Systems Committee(美國(guó)高級(jí)電視業(yè)務(wù)顧問(wèn)委員會(huì))。該委員會(huì)于1995年9月15日正式通過(guò)ATSC數(shù)字電視國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。文章發(fā)表在《電子制作》上，是電子工程師論文發(fā)表范文，供同行參考。

　　關(guān)鍵詞：atsc,ntsc,濾波器

　　NTSC是National Television Standards Committee的縮寫(xiě)，意思是“(美國(guó))國(guó)家電視標(biāo)準(zhǔn)委員會(huì)”。 NTSC負(fù)責(zé)開(kāi)發(fā)一套美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)電視廣播傳輸和接收協(xié)議。

　　討論了NTSC信號(hào)與數(shù)字電視ATSC信號(hào)在相鄰信道中的相互影響以及NTSC抑制濾波器的設(shè)計(jì)與應(yīng)用。 關(guān)鍵詞：ATSC NTSC 抑制濾波器在數(shù)字電視尚未普及之前，模擬信號(hào)NTSC服務(wù)就不會(huì)停止。因此，討論模擬信號(hào)與數(shù)字信號(hào)的相互影響有一定的現(xiàn)實(shí)意義。

　　VSB傳輸系統(tǒng)干擾抑制性能的討論是基于6MHz電視信道中NTSC同信道干擾信號(hào)的主要載波分量和梳狀濾波器中周期性空隙的頻率位置。在數(shù)字傳輸中用預(yù)編碼補(bǔ)償梳狀濾波器中的空隙。如果預(yù)編碼是模擬的，就會(huì)在傳輸頻譜中產(chǎn)生峰值。因此，預(yù)編碼在模運(yùn)算中完成，由于模運(yùn)算“回卷”(wrap—around)的隨機(jī)化影響，會(huì)產(chǎn)生平坦的傳輸頻譜。

　　1 ATSC頻譜分析ATSC頻譜如圖1所示。其中圖(a)表明NTSC三個(gè)主要分量的位置和大致幅度。(1)視頻載波(V)位于下邊帶的1.25MHz;(2)色度子載波(C)比視頻載波高3.58MHz;(3)伴音載波(A)比視頻載波高4.5MHz。圖(b)是梳狀濾波器的頻響，提供周期性的頻譜空隙57×fH(=10.762MHz/12，即896.86kHz)間隔。

　　在6MHz帶寬中有7個(gè)空隙。圖(a)和圖(b)的比較表明視頻載波比梳狀濾波器第二個(gè)空隙低2.1kHz，色度子載波接近第6個(gè)空隙，伴音載波比第7個(gè)空隙低13.6kHz。如上所述，這些值將隨特殊情況下的導(dǎo)頻偏移而有所不同。圖(c)表明如果在6MHz帶寬居中放置VSB信號(hào)，導(dǎo)頻信號(hào)位于VSB信號(hào)的低位奈奎斯特頻率點(diǎn)，6MHz帶寬的309.4405595kHz處。在兩個(gè)奈奎斯特頻率點(diǎn)之間的信號(hào)帶寬是符號(hào)速率的一半，是NTSC水平掃描速率的342倍。

　　2 導(dǎo)頻頻偏如圖1所示，NTSC視頻載波和模擬電視(ATV)載波之間的頻率差為56×19/22×fH。這就要求ATV頻譜相對(duì)于HDTV標(biāo)準(zhǔn)頻譜有一個(gè)頻偏，這個(gè)頻偏最大為+45.8kHz，約為6MHz帶寬的0.76%。事實(shí)上，進(jìn)一步的測(cè)量表明DTV頻率偏移的期望值依賴(lài)于本地的干擾情況。

　　精確的±3Hz容限用于彌補(bǔ)NTSC接收機(jī)抑制上鄰信道DTV信號(hào)所需選擇性的不足。需要注意：精確的偏置可能導(dǎo)致NTSC接收機(jī)在空間域和時(shí)域交織生成沖擊頻率，引起無(wú)法收看。其它導(dǎo)頻偏置情形也可能存在這種情況。如果上鄰信道干擾不存在，DTV頻偏用于應(yīng)付NTSC同頻道干擾(精確的DTV頻率值使得DTV的同頻道干擾對(duì)NTSC沒(méi)有明顯的影響)。一個(gè)DTV發(fā)射臺(tái)導(dǎo)頻對(duì)NTSC同頻干擾的標(biāo)稱(chēng)偏置在邊帶338.056kHz±10Hz上，即偏移+28.615kHz。這個(gè)頻率進(jìn)一步偏移+10kHz、0Hz或-10kHz來(lái)匹配N(xiāo)TSC發(fā)射臺(tái)的頻偏。

　　對(duì)于DTV-DTV同信道情況，一個(gè)DTV信道可能比另一個(gè)信道偏置高19.403kHz。需要注意：這個(gè)頻率是數(shù)據(jù)段速率的1.5倍，會(huì)在連續(xù)數(shù)據(jù)段上產(chǎn)生倒相干擾;還會(huì)在連續(xù)數(shù)據(jù)場(chǎng)參考段上產(chǎn)生倒相，以致均衡器失效。所有可能的偏置在VSB接收機(jī)上產(chǎn)生的凈影響(net effect)是因?yàn)樵谔厥庑诺郎系膶?dǎo)頻不可能在標(biāo)稱(chēng)頻率上，但在38.6kHz范圍內(nèi)。3 NTSC抑制濾波器如圖2所示，NTSC干擾抑制濾波器(梳狀濾波器)是一個(gè)抽頭的線性前向反饋濾波器，傳遞函數(shù)為1—z-1。梳狀濾波器延遲信號(hào)12個(gè)符號(hào)(1.115μs)，然后抽取一個(gè)。

　　如果NTSC干擾信號(hào)在載波電平上有一個(gè)階躍(從低到高或從高到低)，則在ATV和NTSC載頻之間一個(gè)周期的零沖擊頻率(偏移)將通過(guò)梳狀濾波器，幅值與作為瞬態(tài)干擾的NTSC階躍值成比例。這個(gè)NTSC載頻上階躍的例子出現(xiàn)在同步的頭部和尾部(40IRE單位)。如果希望的信號(hào)與不希望的信號(hào)的功率比(D/U)足夠大，數(shù)據(jù)判決錯(cuò)誤就會(huì)出現(xiàn)。但交織會(huì)分散錯(cuò)誤，使得RS糾錯(cuò)變得容易(RS能糾10字節(jié)錯(cuò)誤/段)。

　　因?yàn)樵谑釥顬V波器空隙附近仍然有接近NTSC信號(hào)頻率的邊帶能量，會(huì)使DTV接收機(jī)在同信道狀態(tài)下產(chǎn)生一個(gè)頻率偏移，如NTSC能量在連續(xù)數(shù)據(jù)段中的相位偏離。雖然梳狀濾波器減小了NTSC干擾，但數(shù)據(jù)也被改變。7個(gè)數(shù)據(jù)眼(8級(jí))變成了14個(gè)數(shù)據(jù)眼(15級(jí))。

　　誤差信號(hào)經(jīng)過(guò)平方和積分器獲得一個(gè)預(yù)定的電平之后，由最大的信噪比(最低的干擾能量)的路徑自動(dòng)切入/出系統(tǒng)。典型流程是：如果梳狀濾波器路徑是好的，步長(zhǎng)為一個(gè)確定的權(quán)重因子的8位置信計(jì)數(shù)器(confidencecounter)遞增計(jì)數(shù);如果正常路徑(梳狀濾波器OFF路)是好的，步長(zhǎng)為一個(gè)較小的數(shù)遞減計(jì)數(shù)。

　　當(dāng)一個(gè)復(fù)位信號(hào)改變信道時(shí)，計(jì)數(shù)器初始化值為零，計(jì)數(shù)器不允許重復(fù)計(jì)數(shù)。如果計(jì)數(shù)器超過(guò)一個(gè)閾值，梳狀濾波器ON路被選通，濾波器為自適應(yīng)均衡器。如果計(jì)數(shù)器值為零，正常路徑被選通，選擇器(MUX)輸出未經(jīng)濾波的信號(hào)給均衡器。當(dāng)檢測(cè)到NTSC干擾信號(hào)時(shí)，計(jì)數(shù)器以權(quán)重因子為步長(zhǎng)遞增計(jì)數(shù)而不是遞減計(jì)數(shù)來(lái)允許梳狀濾波器路徑的快速選擇。梳狀濾波器路徑一旦選擇，當(dāng)干擾消失時(shí)，需要較長(zhǎng)時(shí)間再選擇正常路徑。這是為了阻止由于圖像內(nèi)容的變化干擾而產(chǎn)生不希望的轉(zhuǎn)換。當(dāng)在確定的回波和相位噪聲狀態(tài)下，ATV均值/NTSC峰值信號(hào)≌20dB時(shí)，檢測(cè)方案應(yīng)該能檢測(cè)NTSC干擾，閾值應(yīng)該可調(diào)。

　　不讓梳狀濾波器在任何時(shí)間都接入系統(tǒng)是有原因的。梳狀濾波器在提供抑制同信道干擾的好處的同時(shí)，也降低了3dB白噪聲性能。事實(shí)上這歸因于濾波器的輸出是兩個(gè)完全增益路徑之差，白噪聲與符號(hào)不相關(guān)，噪聲功率加倍。另外12個(gè)符號(hào)的差分編碼造成0.3dB的附加衰減，所以總數(shù)達(dá)3.3dB。

　　如果NTSC干擾較小或沒(méi)有，梳狀濾波器自動(dòng)切出系統(tǒng)數(shù)據(jù)通路。當(dāng)NTSC服務(wù)停止時(shí)，梳狀濾波器就會(huì)在數(shù)字電視接收機(jī)中省去。梳狀濾波器能瞬時(shí)切入/出，下一步TCM電路也要切換。雖然切換是瞬間的，但由于是基于場(chǎng)同步的，所以切換時(shí)刻受限。另外，檢測(cè)器輸出經(jīng)過(guò)置信計(jì)數(shù)器(con—fidence counter)濾波而有點(diǎn)滯后，應(yīng)阻止突變(thrashing)和不必要的快速模式轉(zhuǎn)變。

　　發(fā)表電子論文的期刊：《電子制作》雜志是經(jīng)中國(guó)新聞出版總署批準(zhǔn)，北京市工商局備案，國(guó)內(nèi)外公開(kāi)發(fā)行的國(guó)家級(jí)科技類(lèi)優(yōu)秀期刊。本刊主管單位為中國(guó)商業(yè)聯(lián)合會(huì)。國(guó)內(nèi)統(tǒng)一刊號(hào)：CN11-3571/TN;國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)刊號(hào)：ISSN1006-5059。