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Die vorliegende Erfindung betrifft im allgemeinen eine Phasenregelschaltung
entsprechend dem Oberbegriff des Anspruches 1 (nachfolgend als PLL-Schaltung
abgekürzt). Diese Art von PLL-Schaltung kann in einer Schaltung zum
Umwandeln eines Bildseitenverhältnisses in eine Videoanzeige verwendet werden.
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JP-A-2004087 offenbart einen PLL entsprechend dem Oberbegriff des
Anspruches 1. Jedoch wird die Frequenzteilerfunktion nicht aktiviert, wenn nicht die
Pulsbreite des horizontalen Synchronisationssignales eine vorbestimmte Länge
überschreitet, da diese Vorrichtung nur zum Reduzieren der ungünstigen
Rauscheinflüsse verwendet wird. Dementsprechend ist die Vorrichtung nicht zum
Umwandeln verschiedener Bildseitenverhältnisse von Videosignalen geeignet.
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EP 0 465 225 offenbart ein Videoverarbeitungsgerät, welches eine variable
Oszillationsschaltung zum Auslesen von Videodaten aus einem Speicher verwendet, um
sich auf verschiedene Bildseitenverhältnisse anzupassen.
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Das Buch "The Art of Electronics" von Horowitz und Hill beschreibt auf den Seiten
431-435 den Aufbau von PLL's, welche einen digital steuerbaren Frequenzteiler
verwenden. Es wird später ein Beispiel der Verwendung von solch einer PLL zur
Videotakterzeugung gegeben.
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Ein Bildseitenverhältnis der Videoanzeige in dem NTSC-Fernsehsystem ist 4 zu 3
(nachfolgend als "4 : 3" bezeichnet), wie es im allgemeinen bekannt ist. Für den
Fall, daß das Videobild mit dem Bildseitenverhältnis 4 : 3 in einer Videoanzeige
vom Bildseitenverhältnis "16 : 9" im hochauflösenden Fernsehsystem angezeigt
wird, muß das Bildseitenverhältnis 4 : 3 auf der Videoanzeige des
Bildseitenverhältnisses 16 : 9 durch Reduzieren eines horizontalen Anzeigebereiches auf der
Videoanzeige aufrechterhalten werden.
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Es gibt verschiedene Bildseitenverhältnisse in den Videogeräten. Zum Beispiel sind
die Bildseitenverhältnisse der Videobilder in den Videobandrekordern in allen
Videobandaufzeichnungssystemen verschieden voneinander. Auf der anderen Seite
ist das Bildseitenverhältnis des Videobildes in einem
Videoplattenaufzeichnungssystem verschieden zu dem des Videobandaufzeichnungssystemes.
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Wie oben erwähnt, wird für den Fall, daß ein Videobild verschiedener
Videosysteme, die verschiedene Bildseitenverhältnisse aufweisen, auf der Videoanzeige mit
dem Bildseitenverhältnis 16 : 9 angezeigt wird, ein horizontaler Anzeigebereich
basierend auf einer horizontalen Scanfunktion um ein Verhältnis
korrespondierend zu den jeweiligen Bildseitenverhältnissen reduziert.
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Demzufolge wird das Bildseitenverhältnis des Videobildes, welches auf der
Videoanzeige mit dem Bildseitenverhältnis 16 : 9 angezeigt wird, an das
Bildseitenverhältnis eines ursprünglichen Videobildes angeglichen und wird ohne Verzerrung
im Bild angezeigt. Die Reduzierung des Anzeigebereiches in dem horizontalen
Scanbereich wird "horizontale Kompression" genannt, und eine Schaltung wird
deshalb eine "horizontale Kompressionsschaltung" genannt.
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In der horizontalen Kompressionsschaltung vom Stande der Technik wird als
erstes ein Videosignal in ein digitales Signal durch einen Analog-Digital-Konverter
umgewandelt. Das digitalisierte Videosignal wird in ein Luminanzsignal (Y) und
zwei Arten von Farbdifferenzsignalen (R-Y) und (B-Y) durch eine
Signalseparationsschaltung getrennt. Dieses abgetrennte Luminanzsignal (Y) und die
Farbdifferenzsignale (R-Y) und (B-Y) werden in den jeweiligen Speichern
gespeichert. Jeder Speicher hat eine Kapazität, um Daten von einer Scanlinie des
Luminanzsignales (Y), dem Farbdifferenzsignal (R-Y) oder dem
Farbdifferenzsignal (B-Y) aufzuzeichnen und die Daten einer Scanlinie werden in
Synchronisation mit einem "Schreibtaktsignal" aufgezeichnet, welches an jedem
Schreibanschluß von jedem Speicher angelegt wird.
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Alle aufgezeichneten Daten werden in Synchronisation mit einem "Lesetaktsignal"
ausgelesen, welches an jedem Ausleseanschluß von jedem Speicher angelegt wird.
Demzufolge wird die Auslesezeit der Daten von einer Scanlinie mit Bezug auf die
Schreibzeit verändert, wenn die Frequenz des Auslesetakteignales unterschiedlich
zu der Frequenz des Schreibtaktsignales ist.
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Die Schreibfunktion und Auslesefunktion von jedem Speicher wird nachfolgend
erklärt. Eine erste PLL-Schaltung erzeugt das Schreibtaktsignal in
Synchronisation mit einem horizontalen Synchronisationssignal des Videosignales. Die
Frequenz fa des Schreibtaktsignales ist z. B. das 910-fache der Frequenz des
horizontalen Synchronisationssignales. Das Schreibtaktsignal wird an den
Schreibanschlüssen der Speicher angelegt und die Daten des Luminanzsignales (Y), des
Farbdifferenzsignales (R-Y) und des Farbdifferenzsignales (B-Y) werden in
den jeweiligen Speichern in Synchronisation mit dem Schreibtaktsignal
gespeichert. Alle Daten stellen das Signal einer Scanlinie des Luminanzsignales (Y), des
Farbdifferenzsignales (R-Y) oder des Farbdifferenzsignales (B-Y) dar.
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Anschließend wird in einer zweiten PLL-Schaltung das Auslesetakteignal mit
einer Frequenz fb in Synchronisation mit dem horizontalen Synchronisationssignal
erzeugt, und wird an den Leseanschlüssen der Speicher angelegt. Demzufolge
werden die in jedem Speicher gespeicherten Daten in Synchronisation mit dem
Lesetaktsignal ausgelesen. Jedes Signal, welches aus jedem Speicher ausgelesen wird,
wird in ein analoges Signal umgewandelt und wird an einer Bildanzeigeschaltung
angelegt.
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In der oben erwähnten Schaltung wird in solch einem Fall, bei dem das Videobild
mit dem Bildseitenverhältnis (4 : 3) auf der Videoanzeige des
Bildseitenverhältnisses 16 : 9 angezeigt wird, z. B. die Frequenz fb so ausgewählt, daß das Verhältnis
(fa/fb) der Schreibtaktfrequenz fa zu der Lesetaktfrequenz fb gleich einem
Verhältnis (3/4) wird. Demzufolge wird das Videobild mit dem Bildseitenverhältnis 4 : 3 in
dem Bereich von oder 75% des gesamten horizontalen Anzeigebereiches auf der
Videoanzeige mit dem Bildseitenverhältnis 16 : 9 angezeigt. Ein Beispiel der
Anzeige wird in Fig. 3 gezeigt. Mit Bezug auf Fig. 3 wird ein Videobild 33 mit dem
Bildseitenverhältnis 4 : 3 in der zentralen Position der Videoanzeige 31 mit dem
Bildseitenverhältnis 16 : 6 durch Einstellen des Zeitablaufes der horizontalen
Scanfunktion angezeigt, und leere Abschnitte 34 und 35, welche kein Bild
aufweisen, werden an den linken und rechten Endabschnitten erzeugt.
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In der horizontalen Kompressionsschaltung des oben erwähnten Standes der
Technik erzeugt die herkömmliche PLL-Schaltung das Signal einer auf einen
konstanten Wert festgelegten Frequenz. Deshalb müssen eine Vielzahl von zweite
PLL-Schaltungen bereitgestellt werden, um die Lesetaktsignale, welche
unterschiedlich in der Frequenz korrespondierend zu jedem Bildseitenverhältnis sind,
zu erzeugen, um die Videobilder von verschiedenen Videogeräten, die
unterschiedlich in dem Bildseitenverhältnis sind, auf der Videoanzeige mit dem
Bildseitenverhältnis 16 : 9 des hochauflösenden Fernsehsystemes anzuzeigen. Deshalb wird ein
Schaltungsaufbau kompliziert und die Herstellungskosten werden erhöht.
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Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine PLL-Schaltung
bereitzustellen, welche ein Taktsignal mit einer veränderbaren Frequenz in Synchronisation
mit dem horizontalen Synchronisationssignal eines Videosignales oszilliert.
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Die PLL-Schaltung entsprechend der vorliegenden Erfindung umfaßt die
Merkmale, die in Anspruch 1 erwähnt werden.
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Während die neuen Merkmale der Erfindung insbesondere in den beigefügten
Ansprüchen dargelegt werden, wird die Erfindung sowohl bezüglich der Organisation
als auch des Inhalts besser verständlich und einschätzbar zusammen mit anderen
Aufgaben und Merkmalen derjenigen aus der folgenden detaillierten
Beschreibung, die in Verbindung mit den Zeichnungen gesehen wird, sein.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Fig. 1 ist ein Blockdiagramm einer horizontalen Kompressionsschaltung, die eine
PLL-Schaltung entsprechend der vorliegenden Erfindung verwendet;
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Fig. 2 ist ein detailliertes Blockdiagramm der PLL-Schaltung der vorliegenden
Erfindung;
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Fig. 3 ist eine Vorderansicht einer Videoanzeige, die ein Videobild mit dem
Bildseitenverhältnis 4 : 3 auf einer Videoanzeige mit dem Bildseitenverhältnis
16 : 9 anzeigt.
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Fig. 1 ist ein Blockdiagramm einer horizontalen Kompressionsschaltung, die eine
PLL-Schaltung entsprechend der vorliegenden Erfindung verwendet. Bezüglich
Fig. 1 wird ein Videosignal in einen Analog-Digital-Konverter 2 eingegeben
(nachfolgend mit A/D-Konverter abgekürzt) bei einem Anschluß 1 desjenigen,
und wird in ein digitales Signal mit einer vorbestimmten Abtastfrequenz
umgewandelt.
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Das digitalisierte Videosignal wird an eine Signalseparationsschaltung 3 angelegt
und wird in ein Luminanzsignal (Y), ein Farbdifferenzsignal (R-Y) und ein
Farbdifferenzsignal (B-Y) getrennt. Das Luminanzsignal (Y) wird in einen
Speicher 4 eingegeben und die Farbdifferenzsignale (R-Y) und (B-Y) werden in die
Speicher 5 und 6 jeweils eingegeben. Die Speicher 4, 5 und 6 haben Kapazitäten,
um die Daten von einer Scanlinie der jeweiligen Signale zu speichern.
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Ein horizontales Synchronisationssignal HSS von dem Videosignal wird in eine
PLL-Schaltung 11 an dem Eingangsanschluß 10 eingegeben; und ein
"Schreibtaktsignal CA" mit einer Frequenz fA, welche das 910-fache der Frequenz
des horizontalen Synchronisationssignales HSS z. B. ist, wird in Synchronisation
mit dem horizontalen Synchronisationssignal HSS ausgegeben. Der Wert 910,
welcher die Zahl der Abtastungen mit Bezug auf eine Scanlinie darstellt, ist ein
Verhältnis des Vierfachen der Subträgerfrequenz (3,579545 MHz) des Farbsignales in
dem NTSC-Fernsehsystem zu der Frequenz (15,734264 KHz) des horizontalen
Synchronisationssignales (4 · 3,579545 (MHz)/15,734264 (KHz) = 910). Der Wert
910 ist für die Praxis geeignet.
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Das Schreibtaktsignal CA wird an den Schreibtakteingangsanschlüssen 4A, 5A und
6A der Speicher 4, 5 und 6 jeweils angelegt. Das Luminanzsignal (Y), die
Farbdifferenzsignale (R-Y) und (B-Y) werden in den Speichern 4, 5 und 6 in
Synchronisation mit dem Schreibtaktsignal CA jeweils gespeichert.
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Das horizontale Synchronisationssignal HSS wird ebenso an eine PLL-Schaltung
13 angelegt und ein "Lesetaktsignal CB" wird in Synchronisation mit dem
horizontalen Synchronisationssignal HSS erzeugt. Die Frequenz fB des Lesetaktsignales
CB wird durch ein Steuerungssignal S verändert, welches an einen
Steuerungssignaleingangsanschluß 24 der PLL-Schaltung 13 angelegt wird. Das
Lesetaktsignal CB wird an den Leseanschlüssen 4B, 5B und 6B der Speicher 4, 5 und 6
jeweils angelegt.
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Die Daten, welche in die Speicher 4, 5 und 6 in Synchronisation mit dem
Schreibtaktsignal CA geschrieben werden, werden in Synchronisation mit dem
Lesetaktsignal CB ausgelesen und werden an den jeweiligen Digital-Analog-Konvertern
(nachfolgend D/A-Konverter abgekürzt) 7, 8 und 9 angelegt. Die Signale, welche
aus den Speichern 4, 5 und 6 ausgelesen werden, werden zu analogen Signalen
durch die D/A-Konverter 7, 8 und 9 jeweils umgewandelt und werden an die
Videobild-Anzeigeschaltungen angelegt, welche nicht in Fig. 1 gezeigt werden.
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Fig. 2 ist ein detailliertes Blockdiagramm der PLL-Schaltung 13 in der
Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Mit Bezug auf Fig. 2 wird das horizontale
Synchronisationssignal HSS an einen Eingangsanschluß 20 eines
Phasenkomparators 21 angelegt. Ein Ausgang eines Frequenzteilers 24 wird an einen Anschluß
21A des Phasenkomparators 21 angelegt. Der Phasenkomparator 21 vergleicht die
Phasen von beiden Eingängen miteinander und gibt ein Phasendifferenzsignal
aus, welches die Differenz der Phase zwischen dem horizontalen
Synchronisationssignal HSS und dem Ausgangssignal des Frequenzteilers 24 darstellt. Das
Phasendifferenzsignal wird an einen Tiefpaßfilter 22 angelegt, welcher ein
Gleichstromsignal DS, dessen Spannung die Phasendifferenz beantwortet, ausgibt. Das
Gleichstromsignal DS wird an einen Oszillator 23 angelegt. Die Spannung des
Gleichstromsignales DS ist ein vorbestimmter negativer Wert, wenn beide
Eingänge auf der gleichen Phase sind, oder ist ein positiver Wert, welcher gleich dem
negativen Wert im Sinne des absoluten Wertes ist, wenn beide Eingänge mit
entgegengesetzter Phase zueinander sind. Wenn beide Eingänge 90º an Phasendifferenz
haben, so ist die Spannung des Gleichstromsignales DS Null. Das
Gleichstromsignal DS wird an einen spannungsgesteuerten Oszillator 23 über einen Addierer 27
angelegt. In dem Addierer 27 wird die Spannung des Gleichstromsignales DS zu
der Ausgangsspannung 28 V eines Spannungsgenerators 28 hinzuaddiert. Die
Ausgangsspannung 28 V hat einen Wert, welcher auf der Basis des
Steuerungseingangssignales 24B, welches die numerischen Zeichendaten des
Teilungsverhältnisses darstellt, bestimmt wird und wird an dem spannungsgesteuerten Oszillator 23
über den Addierer 27 angelegt.
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Der spannungsgesteuerte Oszillator 23 umfaßt eine Oszillationsschaltung, deren
Frequenz durch das Gleichstromsignal DS, welches dort angelegt wird, gesteuert
wird. In der Ausführungsform wird eine Basisoszillationsfrequenz des
spannungsgesteuerten Oszillators 23 durch die Ausgangsspannung 28 V entschieden. Zudem
wird die Basisoszillationsfrequenz innerhalb eines schmalen Bereiches von dem
Gleichstromsignal DS zur Feinabstimmung der Phase gesteuert und somit ein
Ausgangssignal, welches eine konstante Frequenz aufweist, und eine Phase
erhalten. Die Oszillationsfrequenz ist invers proportional zu der Ausgangsspannung
28 V und wenn die Ausgangsspannung sich z. B. erhöht, so erniedrigt sich die
Oszil
lationsfrequenz. Der Ausgang des Oszillators 23 wird an einen Anschluß 25 als das
Lesetaktsignal CB ausgegeben und wird an den Frequenzteiler 24 angelegt.
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Der Frequenzteiler 24 umfaßt einen Steuerungseingangsanschluß 24A, und ein
Teilungsverhältnis des Frequenzteilers 24 wird gemäß einem
Steuerungseingangssignal 24B verändert, welches an den Steuerungseingangsanschluß 24A
angelegt wird. Solche Frequenzteiler 24 sind im wesentlichen aus einem
voreinstellbaren Zähler zusammengesetzt. Das Steuerungseingangssignal 24B sind
numerische Zeichendaten zum Bezeichnen des Teilungsverhältnisses.
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In der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird die Frequenz fB des
Lesetaktsignales CB so ausgewählt, daß das Verhältnis (fA/fB) der Frequenzen fA zu
gleich einem Verhältnis (3/4) wird, wenn z. B. das Videobild mit dem
Bildseitenverhältnis 4 : 3 auf der Videoanzeige mit dem Bildseitenverhältnis 16 : 9 angezeigt
wird. Zum Beispiel ist die Frequenz fA des Schreibtaktsignales CA
(15,734264 · 910) KHz, und weiterhin ist das Teilungsverhältnis (910 · 4/3),
wenn die Zahl der Abtastungen von einer Scanlinie 910 ist. Das
Steuerungseingangssignal 24B, welches das Teilungsverhältnis (910 · 4/3) darstellt, wird an
dem Frequenzteiler 24 und dem Spannungsgenerator 28 angelegt. Der
spannungsgesteuerte Oszillator 23 erzeugt das Signal von (15,734264 · 910 · 4/3) Hhz mit
der Frequenz entsprechend der Ausgangsspannung 28 V, welches das
Teilungsverhältnis (910 · 4/3) darstellt. Demzufolge wird das Videobild mit dem
Bildseitenverhältnis 4 : 3 in dem Bereich von 3/4 des gesamten horizontalen
Anzeigebereiches auf der Videoanzeige mit dem Bildseitenverhältnis 16 : 9, wie in Fig. 3
gezeigt, angezeigt. In Fig. 3 wird das Videobild 33 mit dem Bildseitenverhältnis 4 : 3
in dem zentralen Abschnitt der Videoanzeige 31 mit dem Bildseitenverhältnis
19 : 6 durch Einstellen eines Anzeigeablaufes beim horizontalen Scannen
angezeigt. Demzufolge werden leere Abschnitte 34 und 35 auf beiden Seiten der
Videoanzeige 31 erzeugt.
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In der PLL-Schaltung 13 der vorliegenden Ausführungsform wird das
Lesetaktsignal CB von einer gewünschten Lesefrequenz fB durch Festsetzen des
Steuerungseingangssignales 24B von dem Frequenzteiler 24 auf einen gewünschten
Wert erhalten. Demzufolge kann das Bildseitenverhältnis in der Anzeige auf einen
gewünschten Wert durch Lesen der in den Speichern 4, 5 und 6 mit dem
Schreibtaktsignal CA gespeicherten Daten durch Verwendung des Lesetaktsignales CB
umgewandelt werden. Die Videobilder der verschiedenen Videobildquellen,
nämlich, welche unterschiedlich in dem Bildseitenverhältnis sind, werden auf der
Videoanzeige mit dem Bildseitenverhältnis 19 : 6 durch Aufrechterhalten der
ursprünglichen Bildseitenverhältnisse derjenigen ohne Verzerrung angezeigt.
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Obwohl die vorliegende Erfindung mit Begriffen der vorliegenden bevorzugten
Ausführungsformen beschrieben worden ist, ist es zu verstehen, daß solche
Offenbarung nicht als eingrenzend interpretiert werden soll. Verschiedene
Abwandlungen und Modifikationen werden ohne Zweifel für den Fachmann offensichtlich
werden, nachdem er die obige Offenbarung gelesen hat.