JP4326370B2 - Sampling circuit - Google Patents
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Description
本発明は、サンプリング回路に関するもので、例えばヨーロッパ地域のTV放送にて以前よりVTRの自動録画調整、放送局の認識等を可能とする、VPS(Video Program System)、PDC(Program Delivery Control)等のデータが垂直帰線期間に重畳された入力信号を基準電圧とレベル比較するものであり、特に垂直帰線期間に重畳された放送信号の中から、VPS、PDCといったデータ信号を抜き取る際に使用するレベル比較器などに用いられるのに好適なサンプリング回路に関する。 The present invention relates to a sampling circuit, for example, VPS (Video Program System), PDC (Program Delivery Control), etc. that enable automatic recording adjustment of a VTR, recognition of a broadcasting station, etc. Is used to compare the level of the input signal superimposed in the vertical blanking period with the reference voltage, and in particular, when extracting data signals such as VPS and PDC from the broadcast signal superimposed in the vertical blanking period. The present invention relates to a sampling circuit suitable for use in a level comparator or the like.
近年、サンプリング回路を用いた応用技術として、図3に示すブロック図の様に、D/Aコンバータを使ったレベル比較器が提案されている。図3のレベル比較器では、タイミング発生回路10、制御回路20、D/Aコンバータ(変換回路)30、コンパレータ(比較回路)40とを有している。
In recent years, as an applied technique using a sampling circuit, a level comparator using a D / A converter has been proposed as shown in the block diagram of FIG. The level comparator shown in FIG. 3 includes a
タイミング発生回路10は、映像信号に含まれる所定の垂直同期信号VSyncおよび水平同期信号HSyncから、制御回路20を動作可能とするためのD/A制御許可信号を生成する「LOW」から「HIGH」となる。D/A制御許可信号が生成されることによって制御回路20は動作可能(D/A制御可能)となる。なおタイミング発生回路10はタイマー70を有しており、D/A制御許可信号が「LOW」から「HIGH」となるタイミングは、タイマー70によって調整される。
The
制御回路20は、D/A制御可能である期間(D/A制御許可信号が“HIGH”)において、コンパレータ40の出力値(CMP出力)のサンプリングを行うサンプリング回路を備えており、サンプリング結果に応じて、一定の値の差をもって増加または減少するデジタル信号をD/Aコンバータ30にデジタル値を出力する。
The
サンプリング回路に用いられるサンプリングの周波数は入力されるクロックの数倍(例えば4倍)となるように設定される。 The sampling frequency used in the sampling circuit is set to be several times (for example, 4 times) the input clock.
D/Aコンバータ30を使ったレベル比較器では、D/Aコンバータ30に設定されたデジタル値に応じて、スライスレベルとなるアナログ信号を作成し、作成されたスライスレベルを用いて、送信されてくる映像信号との比較を行っている。
The level comparator using the D /
D/Aコンバータ30に設定されるデジタル値は、微調整が可能であり、クロックランイン信号に何らかの原因でチューニングがずれた場合には、デジタル値を増減させることで、映像信号に含まれるクロックランイン信号を正確に分離できるといったメリットがある。
The digital value set in the D /
しかし、デジタル値を増減するには、クロックランイン信号と、スライスレベルの比較結果を、クロックランイン信号の周波数の整数倍クロックでサインプリングし、クロックランイン信号が大きければ、スライスレベルを増加させ、逆に、クロックランイン信号が小さければ、スライスレベルを減少させる処理を行っている。 However, to increase or decrease the digital value, the clock run-in signal and the slice level comparison result are signed with an integer multiple of the clock run-in signal frequency, and if the clock run-in signal is large, the slice level is increased. On the contrary, if the clock run-in signal is small, processing for decreasing the slice level is performed.
また、特許文献1には、映像信号をデジタル信号に変換する際に、マルチスキャンによる水平走査周波数の変化にかかわらず1水平走査当たりのサンプリングクロックの数を一定にするサンプリング回路に関する技術が記載されている。
図4に示すのは、入力される映像信号のビットレートに同期したサンプリングクロックとして、入力データの検出に用いている。図4に示す例では、入力データのビット幅の4分の1周期であるクロックをサンプリングクロックとして、入力データの検出に用いた場合の具体的な例であり、入力データとサンプリングクロックとが完全に同期している。 FIG. 4 shows a sampling clock synchronized with the bit rate of an input video signal, which is used for detection of input data. The example shown in FIG. 4 is a specific example in which a clock having a quarter cycle of the bit width of the input data is used as the sampling clock for detection of the input data, and the input data and the sampling clock are completely Synchronized with.
図5に示した入力される映像信号のビットレートに同期したサンプリングクロックとして、データの検出に用いた場合には、入力される映像信号と、サンプリングクロックの間で、何らかの原因で誤差が生じた場合には、データの検出するタイミングの同期が徐々にずれてしまい、誤ったデータを検出してしまうと言った問題点があった。 When the sampling clock synchronized with the bit rate of the input video signal shown in FIG. 5 is used for data detection, an error has occurred between the input video signal and the sampling clock for some reason. In such a case, there has been a problem that the synchronization of the timing of data detection is gradually shifted and erroneous data is detected.
また、誤差を少なくする為に、サンプリングクロックを速くする手法をとった場合には、PLL等で、高速のクロックを作成することになり、PLL周辺からノイズが混入することがあり、ノイズの影響により、クロックランイン信号とスライスレベルの比較に、悪い影響を与えることがあったり、消費電力が増大すると言った問題点があった。 In addition, when the method of increasing the sampling clock is used to reduce the error, a high-speed clock is generated by a PLL or the like, and noise may be mixed from the periphery of the PLL, and the influence of noise. Therefore, there is a problem in that the comparison between the clock run-in signal and the slice level may be adversely affected and the power consumption increases.
本発明に係る主たる発明は、第1クロック信号を分周し、第1サンプリング信号を作成する分周回路と、Hレベル及びLレベルを有する2値信号を前記第1サンプリング信号によりサンプリングする第1サンプリング部と、前記2値信号を前記第1クロック信号によりサンプリングする第2サンプリング部と、前記第2サンプリング部の所定回数の連続したサンプリング結果のうちHレベル及びLレベルである回数に基づいて、前記2値信号が前記第1サンプリング部において所望のサンプリングタイミングでサンプリングされているか否かを判定する識別回路と、を備え、前記識別回路の出力信号に応じて、前記第1サンプリング部のサンプリング点を変化させることを特徴とする。 A main invention according to the present invention is a frequency dividing circuit that divides a first clock signal to generate a first sampling signal, and a first signal that samples a binary signal having an H level and an L level by the first sampling signal. a sampling unit, based on the binary signal to the frequency which is the H level and L level of the second sampling section for by Ri sampling the first clock signal, successive sampling result of a predetermined number of the second sampling unit Te, and a discrimination circuit for determining whether it is desired sampling timing out sampling in the binary signal is the first sampling unit, in response to an output signal of said identification circuit, the first sampling part wherein the Ru changing the sampling points.
また、本発明の他の特徴は、添付図面及び本明細書の記載により明らかとなる。 Further, other features of the present invention will become apparent from the accompanying drawings and the description of the present specification.
本発明によれば、サンプリング点の前又は後のサンプリング結果に基づいて所望のサンプリングタイミングで入力信号がサンプリングされているか否かを判定する識別回路を備えることで、識別回路の出力信号に応じて、サンプリング回路のサンプリング点を変化させることが出来、サンプリング点の最適な位置に修正できるといった利点があげられる。 According to the present invention, by including an identification circuit that determines whether or not the input signal is sampled at a desired sampling timing based on the sampling result before or after the sampling point, according to the output signal of the identification circuit The advantage is that the sampling point of the sampling circuit can be changed and the sampling point can be corrected to the optimum position.
また、識別回路は、サンプリング点の前又は後のサンプリング結果がH又はLであることをカウントするカウンタを備えることで、サンプリング点を高精度に修正することが出来る。 Further, the identification circuit includes a counter that counts whether the sampling result before or after the sampling point is H or L, so that the sampling point can be corrected with high accuracy.
本発明の詳細を図面に従って具体的に説明する。図1は本発明のサンプリング回路を内蔵するレベル比較器を示すブロック図である。同図に示す様に当該レベル比較器は、タイミング発生回路10、制御回路20、D/Aコンバータ(変換回路)30、コンパレータ(比較回路)40とを有している。図1に示す当該レベル比較器は、図3で示したタイミング発生回路10、制御回路20、D/Aコンバータ(変換回路)30、コンパレータ(比較回路)40と同等の動作を行う。
Details of the present invention will be specifically described with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram showing a level comparator incorporating a sampling circuit according to the present invention. As shown in the figure, the level comparator has a
また、制御回路20は、シフトレジスタ21、レジスタ22、オーバーフロー検知回路23、判定回路24、リセット回路25、可変分周クロック発生回路26、デジタル値出力回路27で構成されている。
The
コンパレータ40からの信号をシフトレジスタ21において、クロックを用いてサンプリングを行う。シフトレジスタ21は5段シフトレジスタであり、5個の連続したデータを保持することが出来る。オーバーフロー検知回路23は、クロックを用いて、4カウントする毎に、オーバーフロー信号を発生し、シフトレジスタ21に蓄えられたデータをレジスタ22に出力し、レジスタ22はデータを保持する。保持されたデータを判定回路24が判定を行う。HレベルとLレベルの数に応じて、可変分周クロック発生回路26を制御し、実際にデータを取り込む4分周クロックのサンプリング位置を補正し、最適なサンプリング位置とすることが出来る。
The signal from the
以下、制御回路20の詳細内部のブロック図を示す図2を用いて実施例を説明する。図2に示されたシフトレジスタ21は、5段のシフトレジスタである。コンパレータ40からの出力は、シフトレジスタ21の初段のフリップフロップ(FF)210に入力され、クロックの立ち上がり毎に、FF210→FF211→FF212→FF213→FF214にシフトされる。オーバーフロー検知回路23は、5進カウンタであり、4分周クロックの立ち上がりをスタートにして、クロック毎に、カウントアップされ、000h(0)→001h(1)→010h(2)→011h(3)→100h(4)となり、100h(4)となった時点で、オーバーフローを示すフラグとして、オーバーフロー信号を、「LOW」→「HIGH」とする。
Hereinafter, an embodiment will be described with reference to FIG. 2 showing a detailed internal block diagram of the
オーバーフロー信号は、レジスタ22に入力されており、FF220、FF221、FF222、FF223、FF224のデータをラッチするタイミング信号として使用される。従って、オーバーフロー検知回路23のオーバーフローを示すフラグにより、シフトレジスタ21に保持されているデータをレジスタ22に移行させる。図2の結線から明らかの様に、FF210のデータはFF220に保持され、FF211のデータはFF221に保持され、FF212のデータはFF222に保持され、FF213のデータはFF223に保持され、FF214のデータはFF224に保持される。ここで、シフトレジスタ21は、5段のシフトレジスタであるが、オーバーフロー検知回路は、4進カウンタであるため、常に、シフトレジスタ21に保持されたデータのうち、FF210に保持されたデータは、次回のオーバーフローする時点では、FF214に保持されている。
The overflow signal is input to the
オーバーフロー検知回路からのオーバーフロー信号が、「LOW」→「HIGH」となるタイミングで、シフトレジスタ21から、レジスタ22に5ビットのデータが出力される。
When the overflow signal from the overflow detection circuit changes from “LOW” to “HIGH”, 5-bit data is output from the
判定回路24は、シフトレジスタ21から、レジスタ22に5ビットのデータが出力されたデータを見ることが出来、前記5ビットのデータにおいて、「1」と「0」の比率が、「1」:「0」=2:3又は、「1」:「0」=3:2の場合は、コンパレータがデータをラッチするタイミングは、大きくずれていることは無く、可変分周クロック発生回路26において、クロック調整をする必要はないと判断出来る。
The
しかし、前記5ビットのデータにおいて、「1」と「0」の比率が、「1」:「0」=1:4、「1」:「0」=4:1、「1」:「0」=0:5、「1」:「0」=5:0の場合は、コンパレータがデータをラッチするタイミングは、適当とは言えず、可変分周クロック発生回路26において、クロック調整をする必要があると判断出来る。
However, in the 5-bit data, the ratio of “1” to “0” is “1”: “0” = 1: 4, “1”: “0” = 4: 1, “1”: “0”. "= 0: 5," 1 ":" 0 "= 5: 0, the timing at which the comparator latches data is not appropriate, and the variable frequency dividing
調整する場合は、可変分周クロック発生回路26において、供給されるクロックを4分周して、4分周クロックを作成しており、供給されるクロックの1サイクル分、早めるか、遅らせる処理を行う。
In the case of adjustment, the variable frequency dividing
具体的なタイミング動作について、図4、図5、図6を用いて説明を行う。 A specific timing operation will be described with reference to FIGS. 4, 5, and 6.
図4は入力データの取り込みタイミングが正常な場合を示す。図4では、供給されたくクロックから、4分周を行い、4分周クロックを作成して、4分周クロックを用いて、コンパレータ40からの入力データを取り込みタイミングとして用いている。クロックランイン信号が入力された場合には、コンパレータ40からの入力データは、「HIGH」の「LOW」の割合は、50:50になっており、入力データの取り込むタイミングは、図4で示される様に、入力データのほぼ中央で、入力データを取り込み、取り込みデータとすることが望ましい。図4で示された波形では、入力データに対して、4分周クロック(データ取り込みクロック)が同期しており、入力データのほぼ中央で、入力データをラッチしている。4分周クロックの立ち上がりと同時から、クロックをサンプリングとした5連続のデータを取得する。この状態では、5連続のデータは、「1」と「0」の比率が、「1」:「0」=3:2であることが分かる。
FIG. 4 shows a case where the input data capture timing is normal. In FIG. 4, the clock is divided by four from the clock to be supplied, and the divided clock is generated, and the input data from the
図5は入力データの取り込みタイミングが外れた場合を示す。図5では、入力データに対して、4分周クロック(データ取り込みクロック)の同期が外れて、誤データを取り込んでいる。同期がずれた場合には、入力データを取り込むタイミングは、中央から徐々に外れて行き、やがて入力データの変化点に近づき、数サイクル後には、誤データを取り込むことになる。図5で示された誤データ取り込みは、4分周クロック(データ取り込みクロック)と、入力データとの同期のズレから発生しており、前記5ビットのデータにおいて、「1」と「0」の比率が、「1」:「0」=4:1となった時点で、4分周クロックを補正することが望ましい。 FIG. 5 shows a case where the input data capture timing is out of order. In FIG. 5, the input data is out of synchronization with the divide-by-4 clock (data capture clock), and erroneous data is captured. When the synchronization is lost, the timing of capturing the input data gradually deviates from the center, eventually approaches the changing point of the input data, and after several cycles, erroneous data is captured. The erroneous data fetching shown in FIG. 5 occurs due to a synchronization shift between the divided-by-4 clock (data fetching clock) and the input data. In the 5-bit data, “1” and “0” It is desirable to correct the divided-by-4 clock when the ratio becomes “1”: “0” = 4: 1.
図6では、前記5ビットのデータにおいて、「1」と「0」の比率が、「1」:「0」=4:1となった時点で、4分周クロックを補正した具体的な事例を説明する。 In FIG. 6, in the 5-bit data, when the ratio of “1” and “0” is “1”: “0” = 4: 1, a specific example of correcting the divided clock by 4 Will be explained.
A区間において、クロックにより、5ビットのデータをサンプリングする。この5ビットのデータにおいて、「1」と「0」の比率が、「1」:「0」=4:1となっており、「1」の方が多くなっている。4分周クロックの入力データの取り込み位置が早くなっており、クロック1サイクル分遅らせる処理を行うと良い。1クロック遅らせることで、図5で発生した誤データの取り込みが、図6では、発生しないことが分かる。図6の処理では、1クロックを遅らせたが、逆に5ビットのデータにおいて、「1」と「0」の比率が、「1」:「0」=1:4となれば、1クロック早める処理を行う。 In section A, 5-bit data is sampled by the clock. In this 5-bit data, the ratio of “1” to “0” is “1”: “0” = 4: 1, and “1” is larger. The position where the input data of the divided-by-4 clock is taken in is earlier, and it is preferable to perform a process of delaying by one cycle of the clock. It can be seen that, by delaying one clock, the erroneous data generated in FIG. 5 does not occur in FIG. In the processing of FIG. 6, one clock is delayed. Conversely, in the case of 5-bit data, if the ratio of “1” to “0” is “1”: “0” = 1: 4, one clock is advanced. Process.
判定回路24で、判定される5ビットのデータは、供給されるクロックの中で、最も早いクロックを用いることが良く、データの取り込みが4分周クロックを用いる場合には、5ビットによる判別が望まれ、8分周クロックを用いる場合には、9ビットによる判別が望まれる。分周の数に1ビット足し、奇数とするには理由がある。偶数では、ちょうど半分になる場所が存在し、本来は許容される範囲内のわずかなズレでも、敏感に判定してしまい、入力データを取り込むクロックを1サイクル毎に修正する事態となり、本来の補正する目的を遂行することが出来ない事態となる。
The 5-bit data determined by the
奇数を用いた場合には、ちょうど半分になる場所が存在せず、ある程度の幅を持った中間付近の値で判定している。中間付近で多少誤差あっても、修正しない範囲を設けている。 When an odd number is used, there is no place that is exactly half, and the determination is based on a value near the middle having a certain width. Even if there is some error near the middle, there is a range that is not corrected.
判定回路24は入力データの取り込みタイミングが正しい位置か判定を行う。判定回路24と可変分周クロック発生回路26は、2ビットの制御信号によって接続されており、2ビットの制御の信号は、早める(0、0)、変えない(1、0)、(0、1)、遅らせる(1、1)といった3種類の状態を示している。
The
図7は、可変分周クロック発生回路26の内部であり、4分周カウンタ261、タイミング制御回路262、セレクタ263、デコーダ264により構成されている。
FIG. 7 shows the inside of the variable frequency division
可変分周クロック発生回路26内部において、4分周カウンタ261からは、0乃至3までのカウント値が出力信号(図7のΦ)として出力されている。
In the variable frequency dividing
タイミング制御回路262は、4分周カウンタ261からカウント値である出力信号(図7のΦ)に応じて、カウント値が「0」の時だけ、Hレベルとなる出力信号(図7のΦ0)、カウント値が「1」の時だけ、Hレベルとなる出力信号(図7のΦ1)、カウント値が「2」の時だけ、Hレベルとなる出力信号(図7のΦ2)、カウント値が「3」の時だけ、Hレベルとなる出力信号(図7のΦ3)を作成し、4種類の4分周クロックを出力する。
The
判定回路24からの制御信号がデコーダ264に入り、セレクタ263を制御する。セレクタ263は、早める状態の場合には、1クロック早い周期のクロックに選択を変更し、変えない場合には、そのままのクロックを維持し、遅らせる場合には、1クロック遅い周期のクロックに選択を変更する。
A control signal from the
この制御により、判定回路24からの制御信号の状態によって、4分周クロックを1サイクル早めたり、1サイクル遅らせたりすることが可能となる。
With this control, the divided-by-4 clock can be advanced by one cycle or delayed by one cycle depending on the state of the control signal from the
早めたり、遅らせたりすることが可能な4分周クロックを用いて、図2のFF28はCMP出力をラッチする。CMP出力をラッチした結果が1ならば、スライスレベルが低いと判断され、デジタル値出力回路27は、D/Aコンバータ30に設定するデジタル値を前回より上昇させる。
The
逆に、ラッチした結果が0ならば、スライスレベルが高いと判断され、デジタル値出力回路27は、D/Aコンバータ30に設定するデジタル値を前回より下降させる。
Conversely, if the latched result is 0, it is determined that the slice level is high, and the digital
本実施例では、4分周クロックの立ち上がりから、クロックを5連続でサンプリングしたが、このタイミングは、立下りを用いて、判定して良い。 In this embodiment, five consecutive clocks are sampled from the rising edge of the divided-by-4 clock, but this timing may be determined using the falling edge.
以上、本発明の実施の形態について、その実施の形態に基づき具体的に説明したが、これに限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。 As mentioned above, although embodiment of this invention was described concretely based on the embodiment, it is not limited to this and can be variously changed in the range which does not deviate from the summary.
10 タイミング発生回路、20 制御回路、30 D/Aコンバータ、40 コンパレータ、21 シフトレジスタ、22 レジスタ、23 オーバーフロー検知回路、24 判定回路、25 リセット回路。 10 timing generation circuit, 20 control circuit, 30 D / A converter, 40 comparator, 21 shift register, 22 register, 23 overflow detection circuit, 24 determination circuit, 25 reset circuit.
Claims (4)
Hレベル及びLレベルを有する2値信号を前記第1サンプリング信号によりサンプリングする第1サンプリング部と、
前記2値信号を前記第1クロック信号によりサンプリングする第2サンプリング部と、
前記第2サンプリング部の所定回数の連続したサンプリング結果のうちHレベル及びLレベルである回数に基づいて、前記2値信号が前記第1サンプリング部において所望のサンプリングタイミングでサンプリングされているか否かを判定する識別回路と、を備え、
前記識別回路の出力信号に応じて、前記第1サンプリング部のサンプリング点を変化させることを特徴とするサンプリング回路。 A frequency divider that divides the first clock signal to create a first sampling signal;
A first sampling unit that samples a binary signal having an H level and an L level using the first sampling signal;
A second sampling unit for sampling Ri by said binary signal to said first clock signal,
Based on the number of times at the H level and L level of the sequential samplings result of a predetermined number of the second sampling section, whether the binary signal is desired sampling timing out sampling in the first sampling unit and a discrimination circuit for judging,
Wherein in response to the output signal of the identification circuit, a sampling circuit, characterized in that Ru changing the sampling point of the first sampling unit.
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