CN100341336C - 磁带录像机信号处理电路 - Google Patents

Abstract

在VTR信号处理电路中，通过延迟一个或两个与预置时钟信号同步的水平周期所获得的第一再生彩色视频信号以及第二彩色视频信号，被分别送给第一和第二变频器电路，具有在变频中使用的载波频率的2n倍的频率信号是由振荡器电路所产生的，该变频是把再生彩色视频信号转变成标准色信号。这种振荡频率被分频以使之上面提到的载波频率，分别产生了具有0°，90°，180°和270°相位的载波频率，该四种载波被有选择地输出并被送给第一和第二变频器电路，从而使第一变频器电路的输出信号与第二变频器电路的输出信号成为同相或者反相，并且通过两个输出信号相加或者一个输出信号减去另一输出信号，消除了相邻磁迹间串色。

Description

磁带录像机信号处理电路

本发明申请是申请日为1998年3月10日、申请号为98108243.2的同名专利申请的一个分案申请。

技术领域

本发明涉及一种VTR(磁带录像机)信号处理电路，并具体地涉及一种有效地使用在含有双主变换器系统的变频器部分的装置中的一种技术，它通过利用两部变频器电路和一种诸如CCD(电荷耦合器件)之类的延迟电路消除在重放的彩色视频信号(reproduced color under signal)内所含的串色。

背景技术

图5是现有技术的一种常规双变换器系统的变频器部分的方框图。

图6(a)是当稳定操作时，现有技术的彩色视频信号的常规延迟操作的波形图。

图6(b)是对应电机转速的变化，现有技术的彩色视频信号的常规延迟操作的波形图。

在家用VTR(磁带录像机)中，根据彩色视频系统录制彩色视频信号。在这种系统中，亮度信号是调频的，彩色信号被变频到低于调频亮度信号的频带上，并且由旋转录像头将两种信号都记录在磁带的倾斜磁迹上。

在近来的VTR中，无保护带系统用来增加记录密度，而且由无保护带系统所引起的彩色串扰的消除是不可缺少的。通过提供录像头的方位角进行串色的消除。不过，尽管方位角的效果对高频信号是有效的，但对低频信号是无效的。即，针对彩色信号来说，串色消除的效果是小的，并且需要移相彩色系统(PS彩色系统)或者倒相彩色系统(PI彩色系统)。

利用VHS系统的NTSC制来描述在彩色视频系统中用于消除串色的方法。通过交替重复两种信道1和信道2来记录录像磁迹。在VHS系统NTSC制中，彩色视频频率是水平扫描频率的40倍(40f_H)。因此，该记录是通过把3.579545MHz的标准色信号频率(色副载频)变频或40f_H，大约629KHz进行的。同时，相位本身在信道1中每部水平期间相位超前90°。在信道2中每个水平期间相位滞后90°。借助这种移相处理，在重放时，通过把629KHz的彩色信号逆变频成3.579545MHz的彩色信号，通过在延迟之前加上彩色信号，并且利用一个水平周期的延迟元件，将彩色信号延迟一个水平周期，可以消除串色分量。

当延迟元件是一种使用玻璃延迟线的元件时，存在一个问题：玻璃延迟线本身是装在电路板上的相当大的器件而且它很贵。当延迟元件是一种使用CCD(电荷耦合器件)的元件时，CCD需要与时钟一起操作，该时钟是3.579545MHz的色副载频的3或4倍，并且还需要形成CCD的总延迟量的相位调整并且随后需要精确地提供给CCD一个水平周期的低通滤波器或者带通滤波器。

鉴于这种情况，已经提议了一种图5所示的VTR信号处理电路，它具有简单的构造而且当消除串色时可能做出重放变频。以3.58NTSC系统的VHS系统的VTR的重放色信号处理电路为例，彩色视频信号具有40fh的频率，其中40fh表示水平同步频率，一方面，由变频器(1)电路(主变换器)101将彩色视频信号变频成标准色信号。这种变频器电路是一种平衡调制器电路，当变换信号的频率远高于输入信号频率时，用于获得输入信号频率与该足够高频率的总和频率分量以及差值频率分量，CCD103将彩色视频信号延迟一个水平周期(PAL系统中的两个水平周期)，并且由另一变频器(2)电路102进行变频。通过加法器电路104将由两种变频器电路101和102所形成的相位相反的标准色信号相加，以构成梳状滤波器。

上面提到的变频的约4.21MHz的载频是这样产生的：鉴相器108比较由晶体振荡器电路(VXO 109)所产生的参考频率信号与由带通滤波器(BPF)105所导出的色信号之间的相位，根据鉴相结果，控制压控振荡器107产生振荡频率信号(535fh，约8.42MHz)，该信号是用于VTR记录和重放的载频的2倍，并由分频器111将振荡频率除以2，而且通过把从分频器输出的相位移相90°，使得上述两种变频信号反相。当已变频的信号是在相位上相同时，通过减法而不是加法，就可消除相邻磁迹间串色。在日本专利申请公开号No.H7-99671中提到过这种双主变换系统。在这种双主转换系统中，由CCD，等等组成的延迟电路的时钟频率，用于延迟可能是低的彩色视频信号，并且不需调节就能够实现。

如上面提到的这样双主变换系统中，当操作改变到特殊重放模式时，会有这样的可能性：图像质量暂时降低，或者与固定着磁头的磁鼓电机的转速的响应有关的失色，其中，特殊重放模式是改变成搜索、慢放或者静止等的模式。这样的原因如下：在将频率做为用于产生上面提到的一个水平周期(1H)的CCD103时钟信号的构造中，其中该频率是由频率乘法器电路(X2)110获得的VXO 109的晶振频率的两倍得到的，当如图6(a)所示稳定运行时，可能会得到相应于正常1H的精确延迟时间。不过，相位是对应于电机转速的变量而改变的，而且延迟信号是由维持在正常1H的CCD103所产生的，如图6(b)所示。随着这种相位改变，降低了相邻磁迹的串色的消除效果，引起图像质量的降低，并且当相位倒相时，被消除的信号分量导致了无色图像。

发明内容

因此，本发明的目的是提供一种VTR(磁带录像机)信号处理电路，即使改变到特殊重放模式中，也能稳定地完成串色消除操作。

根据本发明的一种用于视频磁带录像机的信号处理电路，包括：

一个第一变频电路，用于将一个第一再生彩色视频信号转换成一个第一标准色信号；

一个延迟电路，用于将所述第一再生彩色视频信号延迟一个或两个与时钟信号同步的水平周期；

一个第二变频电路，用于将从所述延迟电路输出的结果的第二再生彩色视频信号转换成一个第二标准色信号；和

一个运算电路，用于将所述第一标准色信号和所述第二标准色信号相加或者从一个标准色信号中减去另一个标准色信号以消除磁迹之间的串色，

所述信号处理电路的特征在于，所述信号处理电路还包括一个时钟信号发生器，用于接收从一个再生亮度信号中分离出的水平同步信号，并且用于产生所述与水平同步信号同步的时钟信号。

在根据本发明的信号处理电路中，所述时钟信号发生器包括一个输出所述时钟信号的压控振荡器。

在上述信号处理电路中，所述压控振荡器通过所述压控振荡器的输出信号和所述所述水平同步信号之间相位比较的结果来控制所述振荡频率。

在根据本发明的信号处理电路中，所述再生彩色视频信号是一种对应于NTSC系统的信号，并且所述延迟电路是由设置成对应于一个水平周期的延迟时间的电荷耦合器件构成的，并且所述时钟信号被设置为一个455倍于水平同步信号的频率的信号。

在根据本发明的信号处理电路中，分别向所述第一和第二变频电路提供由一个频率发生器电路产生的副载波频率参考信号。

随着发明的优选实施例的详细描述，当结合附图读出时，本发明的另外一些特征和其它的目的将会变得更显著。

附图说明

图1示出依据本发明的实施例的VTR(磁带录像机)信号处理电路中所包含的变频器部分的方框图；

图2示出依照本发明的实施例的彩色视频信号的延迟操作的波形图；

图3(a)示出当计数器输出比水平同步信号的输出频率1/2周期长时，图1中所示用于延时操作的时钟发生器电路的时序图；

图3(b)示出当计数器输出比水平同步信号的输出频率1/2周期短时，图1中所示用于延时操作的时钟发生器电路的时序图；

图4示出依照本发明的实施例其对应于其重放模式的VTR信号处理电路的方框图；

图5示出现有技术中常规双变换器系统的变频器部分的方框图；

图6(a)示出当稳定操作时，现有技术的彩色信号的常规延迟操作的波形图；

图6(b)示出与电机转速变化所对应的现有技术的彩色视频信号的常规延迟操作的波形图。

具体实施方式

[第一实施例]

如图1所示，通过一种已知半导体集成电路(IC)制造技术，把构成VTR信号处理电路的一个电路块与其它电路块一起做在例如单晶硅的单个半导体基片上。尽管并非特意地限制，本实施例是针对使用3.58MHz的色副波频率的VHS系统的VTR。

在图1中，变换成40fh的低频带信号的彩色视频信号，被图中未示出的低通滤波器从重放的信号中分离出来，并被输入进来。在NTSC系统的情况下，由CCD(电荷耦合器件)3构成的延迟电路，把这种彩色视频信号延迟一个水平周期。也可以用一个用于执行模拟至数字变换的输入部分。一个用于延迟数字信号的移位寄存器以及一个用于把移位后的数字信号复原成模拟信号的数字至模拟(D/A)变换电路，来代替CCD3。彩色视频信号被输入到第一变频器电路1的一个输入端，并且由CCD3延迟了的彩色视频信号被输入到第二变频器电路2的一个输入端。第一和第二变频器电路1和2，是用于把彩色视频信号变换成标准彩色频率的主变换器。

由第一和第二变频器1和2所变换成标准色信号的信号，被传送给运算电路4以消除串色。在运算电路4的输出端侧装有带通滤波器(BPF)5，通过将从第一和第二变频器1和2中产生的非必需的频率部分fsc+80fs除去，以获得纯粹的标准色信号。

用于变频的副载波是这样产生的：通过分频器电路11，将压控振荡器电路(VCO)7的振荡信号除以2从而进行分频，其中，控制VCO7使它以二倍于用于VTR记录和再生的载波的副载波的频率振荡，即，在NTSC系统中，使VCO7以535fh(约4.12Mnz＝8.42MHz)的频率振荡；通过分频电路11，产生具有相位0°，90°，180°和270°的信号；把它们中的一个信号传送给第一变频器电路1的另一个输入端，并通过90°移相器电路6从分频器电路11的输出信号中选择出一个信号，并传送给第二变频器电路2。即，通过移相器电路6选择副载波，以便使从第一和第二变频器电路1和2输出的标准色信号成为同相或反相。

VCO7产生一个相应于等于455fh/2的色副载波fsc的振荡信号，455fh/2具有由晶体振荡器电路(VXO)9产生的约3.58MHz频率。由鉴相器电路8将振荡信号与由BPF5导出的具有约为3.58MHz频率的色信号fsc，在相位上互相比较，并由未示出的低通滤波器把比较结果变换成DC(直流)信号，以控制VCO7的振荡频率。由于利用了这样的PLL回路，产生了用于约8.42MHz变频的副载波535fh，因而能够产生对应于在变频器电路1和2的色副载波fsc。

尽管图1中省略了，但在变频器电路1或2的输入端侧还装有一个增益控制电路，目的是使输入到第一变频器电路1的再生的彩色视频信号与延迟了1H并输入到第二变频器电路2的再生的彩色视频信号，具有相同的振幅电平。变频器电路1和2的输入信号是这样控制增益控制电路的，通过利用与再生的色信号的色同步信号同频的副载波，在解调器电路中产生解调的基带信号；检测出解调的基带信号之间的振幅差值，并由低通滤波器把幅度差转换成直流电压。因而，使输入到第一变频器电路1的再生彩色视频信号的输入幅度与经1H延迟后输入至第二变频器电路2的再生彩色视频信号的输入幅度相等。对于这样的附加电路，可以使用前面提到的日本专利申请公开号No.H7-99671中所公开的技术。

在本实施例中，为了完成串色消除操作特别是即使当磁鼓电机的转速不稳定时，也能消除串色，需要提供一种已介绍过的时钟发生器，其中，磁鼓电机的转速不稳定是指在把VTR的操作改变成，诸如搜索或静止等等的特殊模式再生的操作的情况下发生的。VCO12以例如2fsc的振荡频率振荡，2fsc等于455fh，并且做为传输时钟的振荡信号经过缓冲电路20，被提供给CCD3。由跟随电路构成的PLL回路控制本实施例，使得VCO12的振荡频率变成与再生的信号的水平同步信号同频，换句话说，振荡频率跟随着相应于磁鼓电机转速而变化的水平同步信号。

分频器电路17把水平同步信号fh的频率除以2，并把结果0.5fh传送给检测电路16的一个输入端，该水平同步信号是由未示出的亮度再生电路分离出来的。检测电路16是一种相位比较电路，用于测定两个输入脉冲之间边缘定时的差(difference in edge timing)。VCO12的振荡信号的频率通过分频器13除以5，通过计数器电路14计数后并被送到检测电路16的另一输入端。计数器电路14每隔182计数后即产生一个脉冲。因此，VCO12的振荡信号频率455fh被除以(182×5)，从而生成了0.5fh脉冲。

该计数器电路14也可以用分频器电路或者也可以把它包括在分频器电路13中来代替。另外，分频器电路13也可以包括在计数器电路14中。检测电路16产生一个相应于两个输入脉冲之间边缘定时差的电流信号。这个电流信号被送到经外部端子18相联的一个电容器19，从而把电流信号转换成用做VCO12的控制电压的DC电压。

如图3(a)所示，当计数器输出(14a)比周期长的时候，就会生一个相应于相位差的正信号(15a)，该周期等于水平同步信号的1/2分频器输出(17a)的0.5fh。如是没有这样的PLL回路，就会如图3(a)所示，时间差会越来越增加。然而，通过后者这样的控制，即例如通过误差信号(15a)使电容器19放电来降低控制电压，来控制VCO12以降低其的振荡频率，就能够实现同步。

如图3(b)所示，当计数器输出(14b)比周期短的时候，就会生一个相应于相位差的负信号(15b)，该周期等于水平同步信号的1/2分频器输出(17b)的0.5fh。如果没有这样的PLL回路，时间差就会越来越增加。然而，通过后者这样的控制，即例如由这种误差信号(15b)对电容器19放电，来提高控制电压，从而控制VCO12来提高它的振荡频率，就能够实现同步。如果VCO12的振荡频率被与控制信号反向比例充电的话，则产生倒置上面提到的振荡频率的控制信号也是足够。

用上面所述的PLL回路，控制VCO12的振荡频率455fh，使之跟随水平同步信号。即，水平同步信号fh是包括在从再生磁头中读出的再生信号中，而且有相应于磁鼓电机的转速的波动的抖动。因而，如图2所示，当比正常1H长的一个水平周期1H′的再生彩色视频信号被读出时，由于，时钟发生电路使送到CCD3的时钟信号成为相应于再生彩色视频信号的一个水平周期1H′的时钟信号，因此，就能够对经CCD3处理而延迟了的信号与延迟前信号间的相位差进行补偿。

由于传输系统的非线性PAL系统与NTSC系统相比，改善了图象质量的降低。在PAL系统中，(R-Y)和(B-Y)是用作色差信号。色载波是被抑制并由色差信号振幅调制了的载波。不过，(R-Y)信号的副载波每个扫描行倒相。色同步信号也每个扫描行在+135°与-135°之间切换。

在VHS系统的PAL制中，彩色视频频率是水平扫描频率的40.125倍(40.125fh)。因此，经过变频成40.125fh约627kHz之后，标准色信号的4.433619MHz的副载波频率就被记录下来。然而，在信道1中没有相移，但相位在信道2中每个水平周期，即每个扫描行就90°延迟一次。

为了消除在PAL制中再生彩色视频信号中的串色使用两个水平周期的延迟单元，并如上所述用算术运算出经延迟单元延迟之前的色信号和经延迟两个水平周期后的色信号。因此，当把本发明应用到PAL系统时，把CCD3设置成可提供两个水平周期的延迟。

另一方面，还有PAL系统变形的N-PAL和M-PAL系统。下表示出当把本发明应用到这些系统中时，VCO12的振荡频率。分频器电路13的分频比例以及计数器14的计数。

系统	振荡频率(fh)	分频比例	计数
				4.43PAL3.58HTSCN-PALM-PAL	1135/2455917/2909/2	1/51/51/71/9	227182131101

在图4中，描述了相应于再生模式依照本发明的实施例的全部VTR信号处理电路。在再生模式中的再生亮度信号，经亮度再生处理器25，被解调成原始的波形频率。在这种亮度再生处理器25中，水平同步信号被导出并被送到用于产生用于CCD3的时钟信号的时钟发生器电路22中。

彩色信号被从磁头中再生做为具有已转换至低频段的频率的彩色视频信号，经未示出的预放器放大并被送到ACC(自动色控制)电压控制放大器24。ACC VCA24与用于产生一个控制ACC VCA24的控制信号的ACC色检波器(ACC DET)23一起控制色同步信号电平，使之变得如在记录时期一样稳定。

如以前描述的一样，第一变频器电路1将其色同步信号电平变得很稳定的彩色视频信号变频成标准色信号。在NTSC系统中，彩色视频信号被一个水平周期的延迟元件的CCD3所延迟，并送到第二变频器电路2，结果为标准色信号。在CCD3的延迟操作中所使用的时钟信号，是由诸如图1所示的CKG电路22所产生的。

CKG电路22是由VCO12、分频器电路13、计数器电路14、检测电路16、误差检测器15、1/2分频器17和电容器19构成，并设定从亮度再生处理电路25导出的水平同步信号fh作为参考信号。频率发生器电路(FSG)21是由图1中所示的VXO9、鉴相器8、VCO7、分频器电路11和移相器6构成，FSG21是用于产生在第一和第二变频器电路1和2中所使用的副载波频率参考信号。

当从第一和第二变频器电路1和2中输出的信号同相时，通过由运算电路4中的减法导出双重串色量，通过把它衰减-6dB以恢复出串色分量，换句话说，把其电平减至1/2并从一个已变频的输出信号中减去，从而消除了在已变频的输出信号中含有的串色分量。此外，当两个已变频的输出信号反相时，通过把两个信号相加，从而消除了在反相关系中含有串色分量。因为，在后一种情况中，通过加法可使信号部分电平变得加倍，通过把它衰减-6dB即可恢复原始信号电平。这样的电平转变功能是包括在运算电路4中的。

作为上面运算电路4的另一个例子，其中可以使用各种各样实施例，当从第一和第二变频器电路1和2输出的信号是反相时，通过由运算电路4中的加法从而导出双重串色部分，通过把它衰减-6dB从而恢复出串色部分，换句话说，把它的电平减去1/2从而恢复出串色部分，并与一个已变频的输出信号相加，从而消除了在一个输出信号中所含的串色部分。

由BPF5消除了串色的标准色信号的非必需部分，经过消色器27，由加法器28加入亮度信号后，成为复合信号并被输出。ACC DET23检测从BPF5输出的色信号并产生ACC VCA24的控制电压。

VTR系统本身是由：调谐部分、VTR记录和再生信号处理部分、记录和再生放大器；磁头部分、机械部分、系统控制部分、以及定时电路和操作开关所构成的。依照本发明的VTR信号处理电路是包括在VTR记录和再生信号处理部分的再生信号处理部分中的。这样VTR系统本身如上面大概描述的是众所周知的，因此，省略了对其的详细描述。

上面提到的实施例的工作和效果如下。即(1)因为在双变频器系统的色信号处理电路中，设置了时钟发生器电路，用于产生从再生的亮度信号中分离出的时钟信号，并且与水平同步信号同步，并且时钟信号是用来执行延迟电路的延迟操作，以便当系统的操作转移成特殊再生操作时，改变磁鼓电机的转速。因此，获得这样的结果：即使读出再生信号的水平同步信号的频率时，也能够产生跟随频率变化的时钟信号，以便产生1H或2H的延迟信号，并且，因此即使系统操作转移成特殊再生模式时，也能够准确地执行串色消除操作。(2)获得这样的效果：通过根据第一信号与水平同步信号或第二信号之间相位比较的结果，控制VCO电路的振荡频率，从而时钟发生器电路能产生准确地跟随水平同步信号的时钟信号。该第一信号是通过分频VCO电路的振荡信号的频率得到的，该第二信号是通过分频水平同步信号频率得到的。

尽管结合实施例已经详细地描述了本发明，但本发明并不受这些实施例所局限而且不用说，可以在本发明的概念的范围内，对这些实施例做出各种各样变更。例如，用于处理亮度信号的电路，可以包含在构成VTR信号处理电路的半导体IC装置中。这样的亮度电路可以这样操作，即通过高通滤波器导出亮度信号分量、并且通过把它经过均衡器。下降分量(*dropoat component)以及限幅器等等对它进行FM解调，从而获得亮度信号。FM解调输出的信号分量可以是从低通滤波器导出，通过去加重来校正它的频率，并通过经降噪电路以及加入色信号，即可输出成为视频信号。

因为，在VTR信号处理电路中，整个色信号处理部分是由内部电路构成的，因此，能够把VTR与摄像机集成在一起，它与使用玻璃梳状滤波器的情况相比，通过减少外部端子的数量以及去除较大的尺寸以及昂贵的外部部分，具有小型和轻重量的特点。另外，由于色信号处理电路可以在半导体IC中构造，因此能够执行高质量信号处理。当CCD被用做延迟电路并且是由外部部分构成时，能够获得一种即能用于PAL系统也能用于NTSC系统的VTR信号处理电路。当然，延迟电路是由CCD构成或者是由模拟至数字变换电路、移位寄存器以及模拟至数字变换电路构成。本发明广泛用做彩色视频系统的VTR信号处理电路。

因此，在VTR信号处理电路中包括变频器部分，其中通过延迟一个或两个与预置的时钟信号同步的水平周期所获得的第一再生彩色视频信号和第二再生彩色视频信号，被分别送到第一和第二变频器电路，具有在变频中使用的载波频率的2n倍的频率信号是由振荡器电路所产生的，该变频是把再生彩色视频信号转变成标准色信号。这种振荡频率被分频以便使之成为上面提到的载波频率。分别产生具有相位0°、90°、180°和270°的四种载波。该四种载波被有选择地输出并被送到第一和第二变频器电路，从而使第一变频器电路的输出信号与第二变频器电路的输出信号变成同相或反相。通过两个输出信号相加或者一个输出信号与另一个相减，消除相邻磁迹之间串色。设置了一个用于产生时钟信号的时钟信号发生器，该时钟信号与从再生亮度信号中分离出的水平同步信号同步，并且该时钟信号控制了延迟电路的延迟操作。具有这样的构造，即使读出再生信号的水平同步信号的频率，也能够产生跟随频率变化的时钟信号因此产生1H或2H的延迟信号。因此，即使系统操作被转移至特殊再生模式，也能够稳定地执行串色消除操作。

Claims (5)

1.一种用于视频磁带录像机的信号处理电路，包括：

一个第一变频电路(1)，用于将一个第一再生彩色视频信号转换成一个第一标准色信号；

一个延迟电路(3)，用于将所述第一再生彩色视频信号延迟一个或两个与时钟信号同步的水平周期；

一个第二变频电路(2)，用于将从所述延迟电路(3)输出的结果的第二再生彩色视频信号转换成一个第二标准色信号；和

一个运算电路(4)，用于将所述第一标准色信号和所述第二标准色信号相加或者从一个标准色信号中减去另一个标准色信号以消除磁迹之间的串色，

所述信号处理电路的特征在于，所述信号处理电路还包括一个时钟信号发生器(22)，用于接收从一个再生亮度信号中分离出的水平同步信号，并且用于产生与所述水平同步信号同步的时钟信号。

2.按照权利要求1所述的信号处理电路，其中所述时钟信号发生器(22)包括一个输出所述时钟信号的压控振荡器(12)。

3.按照权利要求2所述的信号处理电路，其中所述压控振荡器(12)通过所述压控振荡器(12)的输出信号和所述水平同步信号之间相位比较的结果来控制振荡频率。

4.按照权利要求1所述的信号处理电路，其中所述第一再生彩色视频信号是一种对应于NTSC系统的信号，并且所述延迟电路(3)是由设置成对应于一个水平周期的延迟时间的电荷耦合器件构成的，并且所述时钟信号被设置为一个455倍于水平同步信号的频率的信号。

5.按照权利要求1所述的信号处理电路，其中分别向所述第一和第二变频电路(1，2)提供由一个频率发生器电路(21)产生的副载波频率参考信号。

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