JP2005191626A - 変調キャリア発生器 - Google Patents

Abstract

【課題】変調キャリア信号間の位相差が一定に保たれていないと、復調後の映像において色ズレ、色ムラを発生する。
【解決手段】リファレンス信号と分周器からの信号を位相比較する位相比較器と、位相比較器の出力信号をＤＣ信号にするフィルタ、ＤＣ信号により発振周波数を制御する電圧制御発振器と、発振出力信号を入力とし、そのｎ倍の周波数を持つ信号を生成するｎ倍回路と、ｎ倍の発振周波数を基準クロック入力とし、電圧制御発振器の出力信号を基準入力信号とし、基準クロックを用いて位相シフトを行い、分割されたキャリア信号を生成するキャリア生成回路を有し、キャリア生成回路の出力信号をクロマ信号を生成する上で、色差信号の変調キャリア信号およびカラーバスト信号として用い、ｎ倍回路の出力信号を入力とし、ｎ分周回路の出力を位相比較器の比較信号として戻すＰＬＬ回路を用いることにより、各変調キャリアの位相差を正確に一定間隔に生成する。
【選択図】図１

Description

本発明は、映像用のカラー信号を構成するクロマ信号を生成する際に、色差信号（Ｂ−Ｙ，Ｒ−Ｙ）を変調し、かつ同時に重畳されるバースト信号として用いる変調キャリア信号の発生器に関するものである。

従来、映像用のカラー信号を構成する色差信号（Ｂ−Ｙ，Ｒ−Ｙ）をカラーバースト信号で変調する場合、ＮＴＳＣ（National Television System Committee）方式では、（Ｂ−Ｙ）軸を変調する０°のキャリア信号と（Ｒ−Ｙ）軸を変調する９０°のキャリア信号が必要である。また、クロマ信号を生成するには、前記の２つの変調キャリア信号に加えて１８０°のバーストキャリア信号の合計３つ位相に分割されたキャリア信号が必要であった。さらに、ＰＡＬ方式では、（Ｂ−Ｙ）軸を変調する０°のキャリア信号と、（Ｒ−Ｙ）軸を一水平期間毎に交互に変調する９０°のキャリア信号と２７０°のキャリア信号が必要である。また、ＰＡＬのクロマ信号を生成するには、前記の３つの変調キャリア信号に加えて、バーストキャリア信号として一水平期間毎に交互に重畳される１３５°のキャリア信号と、２２５°のキャリア信号の合計５つ位相に分割されたキャリア信号が必要であった。

特に、放送局側では、変調キャリア信号を生成する際に、機器の規模に制約がないため、発振器において高い精度で温度変動や電源変動の管理を行うことができる。そのため、安定的に発振する高い周波数の発振信号を分周することにより、正確な一定の位相関係を保った前記の変調キャリア信号を生成することができる。

尚、これに関連する技術として、特許文献１がある。
特開昭５５−１４０３３２号公報

しかし、安価なセットトップボックス等において、変調キャリア信号を生成する場合では、放送局のようなシステムを用いることは、規模的にもコスト的にも不可能である。そこで、セットトップスボックスに搭載する場合は、図２に示すような固定の発振器の出力信号をＣＲのフィルタを用いて位相シフトを行うことにより、各位相の変調キャリア信号を生成している。しかしながらＣＲのフィルタで位相シフトを行うと、コンデンサや抵抗のバラツキ変動、温度特性による変動により、正確な変調キャリア信号の位相生成が行えない。また、ＣＲのフィルタをシリアルに接続すると、後段になるほど位相の値が目標値からずれる。そのため、変調キャリア信号の位相精度が低くなり、変調信号を復調すると、本来の色と違う色ズレ、色ムラが発生する。

また、図２の方式では発振器の発振周波数は外部から与えられる固定電圧により設定されるため、ＰＡＬ方式やＮＴＳＣ方式のカラーバースト信号に相当する４．４３３６１９ＭＨｚや３．５７９５４５ＭＨｚに調整する必要がある。つまり、セットトップボックスの生産工程において、一台一台、発振周波数のセンター調整を行う必要がある。

さらには、固定発振器には補正系がなく、後段で発振周波数を位相シフトしているため、発振系としてＰＭノイズにも弱いシステムである。

上記の課題を解決するために本発明においては以下の手段を用いる。発振器の出力信号に対してフィルタを用いて２つの位相差を持つ信号に変換し、２入力の掛算器を使って入力信号に対して２倍の周波数を持つ出力を生成する。前記の掛算器を従属接続することによりｎ倍の発振周波数を生成することができる。次に、ｎ倍の発振信号をシフトレジスタで構成されるキャリア生成器の基準クロックとする。そして、キャリア生成器の基準入力信号としてＶＣＯ出力の１倍発振信号を入力として、基準クロックを用いて位相シフトを行う。すると、１倍発振の基準入力信号から位相がｎ等分された変調キャリア信号を生成することができる。ｎ倍発振の基準クロックの周波数が安定していれば、各変調キャリアの位相差も一定に保つことができる。

次にｎ倍発振の基準クロックをｎ分周し、元の１倍発振信号まで周波数を戻す。この１倍発振信号の周波数と例えば同一の周波数をもつリファレンス信号を位相比較することにより、位相比較された位相誤差情報を平滑化されたＤＣ電圧値として発振器に戻してやれば、ＰＬＬを構成することができる。ＰＬＬ構成にすれば、前記した同一のリファレンス信号の周波数に絶えず分周器の出力信号の周波数および位相を合わせることができ、発振器の発振周波数のセンター調整が不要になる。例えば、ＤＶＤレコーダ等で用いられるＲＧＢ入力信号には、それに水平レートで同期したコンポジットビデオ信号が同時に入力される。そこで、ＲＧＢ入力信号はマトリックス変換を行なうことにより、色差信号（Ｂ−Ｙ，Ｒ−Ｙ）に変換され、前記の構成により生成された変調キャリア信号を用いて変調を行い、クロマ信号を生成する。また、リファレンス信号としては、コンポジットビデオ信号に重畳されているカラーバースト信号を用いることにより、上記のＰＬＬを構成することができる。

従来方式では方式自体が持つバラツキが変調キャリア信号の位相差のバラツキに影響を及ぼし、正しい位相間隔で変調キャリア信号を生成することができなかった。しかし、本発明の変調キャリア発生器を用いることにより、位相差が一定間隔に保持された変調キャリア信号を生成することができる。よって、従来方式で変調キャリアの位相ずれから起こっていた色ズレ、色ムラの発生を抑制することができる。また、ＰＬＬ構成をとることにより、セット一台一台の変調キャリア生成器の発振周波数のセンター値の調整を行う必要もない。

以下、本発明の一実施形態について、図面を参照しながら説明する。

図１に本発明の実施形態を示す変調キャリア発生器を示す。入力リファレンス信号１００は、変調キャリア信号と同一周波数を持った信号であり、位相比較器１０１に入力される。位相比較器１０１では、入力リファレンス信号１００とｎ分周された内部信号１１２を位相比較する。位相比較器１０１は位相比較した誤差電圧を平滑するため、フィルタ１０２を有する。フィルタ１０２によって平滑された誤差電圧１０３は、ＶＣＯ１０４の発振周波数のアップ、ダウンをコントロールする制御電圧である。ＶＣＯ１０４は外付けに発振子１０５を有し、コントロール電圧がＶＣＯ１０４に印加されると発振子固有の発振周波数を発振する。ＶＣＯ１０４の発振出力信号１０６は、ｎ倍倍数器１０７に入力される。ｎ倍倍数器１０７では、入力信号１０６のｎ倍の発振出力１０８を生成する。ｎ倍発振器１０７は、例えば、２入力のアナログの掛け算器を用いて、入力信号を一方の入力端に入力し、他方の入力端には、入力信号をＣＲのフィルタを用いて２７０°位相シフトして入力して掛け合わせる。そうすると掛け算器の出力は入力信号に対して２倍の周波数成分を持つので、それをフィルタを用いて２倍の周波数成分のみを抜き出せばよい。ｎ倍発振信号１０８はキャリア生成器１０９の基準クロックとして用いられる。キャリア生成器１０９はフリップフロップを従属接続したシフトレジスタ等で構成され、基準の入力信号を基準クロックにより順次位相シフトを行う。キャリア生成器１０９にはＶＣＯ１０４の発振出力信号１０６が基準入力信号として入力される。キャリア生成器１０９に入力された基準入力信号１０６は基準クロック１０８により位相がシフトされ、基準入力信号１０６と同一周波数を持つｎ個の位相信号１１０に分割することができる。基準クロック１０８が一定の周期を保っていれば、ｎ個の位相信号１１０の位相差は一定間隔に保たれる。ｎとして「８」を用いたときの位相ベクトル図を図３に示す。例えば、ＰＡＬ方式のクロマ信号を生成する場合は、前記したように、変調キャリア信号およびカラーバースト信号として、０°、９０°、１３５°、２２５°、２７０°の５つの位相パターンを使う必要がある。また、変調を両極性入力の差動回路を用いて行う場合は、さらに０°に対する１８０°、１３５°に対する３１５°、２２５°に対する４５°の３つの位相パターンが必要となり、合計８パターンとなる。図１の説明に戻ると、この位相差が一定間隔に保たれたｎ個の位相信号１１０を色差信号（Ｂ−Ｙ，Ｒ−Ｙ）を変調する変調キャリア信号およびカラーバースト信号として用いる。また、ｎ倍の発振信号１０８はｎ分周器１１１にて１／ｎ分周される。１／ｎ分周された出力信号１１２は位相比較器１０１の比較信号として入力される。

また、上記説明の中でｎ倍倍数器１０７を構成する掛け算器として、ＣＲの位相シフトフィルタを用いるため、コンデンサと抵抗のバラツキにより正しい倍数の発振からズレた発振周波数になるように考えられるが、ｎ分周器１１１をロジックで構成させることにより正確に分周が行われるため、ＰＬＬの系としては、入力リファレンス信号１００に対して一定の定常位相誤差を有したままロックする。しかし、ＰＬＬがロックすれば、ＶＣＯ１０４の発振信号１０６に対して、ｎ倍数発振器の出力信号１０８はｎ倍の関係が保持されるため、キャリア生成器１０９の出力はｎ分割の位相差が等間隔に保持される。ｎ分周器としては、例えば図４に示す１／２分周器で構成することができる。

従来方式では方式自体が持つバラツキが変調キャリア信号の位相差のバラツキに影響を及ぼし、正しい位相間隔で変調キャリア信号を生成することができなかった。しかし、本発明の変調キャリア発生器を用いることにより、位相差が一定間隔に保持された変調キャリア信号を生成することができる。よって、従来方式で変調キャリアの位相ずれから起こっていた色ズレ、色ムラの発生を抑制することができる。また、ＰＬＬ構成をとることにより、セット一台一台の変調キャリア生成器の発振周波数のセンター値の調整を行う必要もない。

本発明の第一の実施形態における変調キャリア発生器を示す図 従来方式の変調キャリア発生器を示す図 キャリア生成器出力の位相ベクトル図 ロジックで構成する分周器の一例を示す図

符号の説明

１００ 入力リファレンス信号
１０１ 位相比較器
１０２ フィルタ
１０３ ＶＣＯのコントロール電圧
１０４ ＶＣＯ
１０５ 発振子
１０６ ＶＣＯの発振出力信号
１０７ ｎ倍倍数器
１０８ ｎ倍発振信号
１０９ キャリア生成器
１１０ 変調キャリア信号
１１１ ｎ分周器
１１２ １／ｎ分周出力信号

Claims (3)

1. 入力されるリファレンス信号と分周器から出力される信号を位相比較する位相比較器と、位相比較器の出力信号を平滑化してＤＣ信号にするフィルタと、平滑化されたＤＣ信号により発振周波数を制御する電圧制御発振器と、電圧制御発振器の発振出力信号を入力とし、そのｎ倍の周波数を持つ信号を生成するｎ倍回路と、ｎ倍の発振周波数を基準クロック入力とし、かつ前記電圧制御発振器の出力信号を基準入力信号として、前記基準クロックを用いて位相シフトを行い、ｎ個の同一間隔の位相差に分割されたキャリア信号を生成するキャリア生成回路を有し、前記キャリア生成回路の出力信号をクロマ信号を生成する上で、色差信号（Ｂ−Ｙ，Ｒ−Ｙ）の変調キャリア信号およびカラーバスト信号として用いることを特徴とし、かつ前記ｎ倍回路の出力信号を入力として、ｎ分周するｎ分周回路を持ち、また前記ｎ分周回路の出力を位相比較器の比較信号として戻すように構成されたＰＬＬ回路を用いることにより、各変調キャリアの位相差を正確に一定間隔に生成することを特徴とする変調キャリア発生器。
2. 変調キャリア発生器を構成するｎ倍回路にアナログ方式の掛算器を用い、ｎ分周回路にフリップフロップで構成される論理回路を用いることを特徴とする請求項１記載の変調キャリア発生器。
3. ｎ倍回路とｎ分周回路のｎの値として「８」を用いて、ＰＡＬ（Phase Alternation by Line）信号のクロマ信号生成を行う際に、色差信号（Ｂ−Ｙ，Ｒ−Ｙ）の変調およびバースト信号として用いることを特徴とする請求項１記載の変調キャリア発生器。

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