JP2006135552A - Phase synchronization circuit - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ストリーム内における音声信号と音声信号に対応する映像信号との同期をとるために、音声信号と映像信号との位相差を比較し、比較に基づいて出力される位相誤差情報を収束させるよう処理をする位相同期回路に関する。 The present invention compares the phase difference between the audio signal and the video signal and converges the phase error information output based on the comparison in order to synchronize the audio signal in the stream with the video signal corresponding to the audio signal. The present invention relates to a phase synchronization circuit that performs processing.
従来のDVC(Digital Video Camera)などでは、ストリーム内における音声データの供給レートに再生周波数を合わせる(同期させる)ため、PLL(Phase Locked Loop:位相同期回路)を設けている。ここで、位相同期回路の構成について図2を用いて説明する。位相同期回路20は、第1の分周器21、第2の分周器22、位相比較部23、ループフィルタとして機能するLPF(Low Pass Filter:ローパス フィルタ)24、1bit(ビット) DAC(Digital Analog Converter)25、VCO(Voltage Controlled Oscillator)26から構成されている。VCO26は、電圧により出力周波数を制御するものであり、入出力特性を図3に示す。入力電圧に対する出力周波数の関係において、直線性が高いほど特性がよいことになる。第1の分周器21は、VCO26から出力された出力周波数(MCK:マスタクロック)を256又は384分周してサンプリング周波数fsを出力する。マスタクロックが、12.228MHzの場合、256分周すれば48kHzとなり、384分周すれば32kHzとなる。ここで、分周とは、入力信号の周期をN倍にするもので、通常、カウンタを用いて構成される。例えば、N=5の場合、5個のパルスをカウントし、1個のパルスを出力するようにすれば、分周比は5となる。
In a conventional DVC (Digital Video Camera) or the like, a PLL (Phase Locked Loop) is provided to match (synchronize) the reproduction frequency with the supply rate of audio data in the stream. Here, the configuration of the phase synchronization circuit will be described with reference to FIG. The
第2の分周器22は、後述のAFSIZEから求められるサンプル個数分の分周を行っている。ここで、DVCに用いられるDVフォーマットでは、映像1フレーム分のストリームに記録されている音声データの個数をAFSIZEという値で管理している。fsが32kHzでNTSC(National Television System Committee)の場合、1フレームに記録され得るサンプル個数は1053〜1080程度となり、それに応じて1053〜1080分周されることになる。上述した第1の分周器21及び第2の分周器22を経由することで、映像1フレーム分に記録されている音声データを出力するための周波数信号が得られる。
The
位相比較部23は、第2の分周器22を経由した周波数信号と、システムのビデオフレーム部27からの映像の周波数信号、すなわち映像1フレームを流すための周波数信号との位相差を比較する。ここで、システムのビデオフレーム部27は、位相同期回路20を含むシステムの一部の構成要素であって、動作クロックに基づいて映像の周波数信号を生成している。LPF24は、位相比較部23から出力された、位相誤差を収束させるように所定の処理が施された位相誤差情報のスムージング(平均化)を行う。位相比較部23内の所定の処理及び位相比較の概念については後述する。1bit DAC25は、LPF24から出力された出力結果をPWM(Pulse Width Modulation)波形へ変換する。1bit DAC25から出力されるPWM信号を用いることで、VCO26は出力周波数を制御している。この出力周波数は、再度、第1の分周器21へ入力される。そして、最終的に、位相比較部23における位相誤差がゼロになるまでフィードバックがかけられる。
The
上述した位相比較部23における位相比較の概念について図4を用いて説明する。上述したように、DVCでは撮影時(あるいはアフレコ時)に、映像1フレーム分のストリームに記録された音声データの個数をAFSIZEという情報で管理しており、再生時には、映像と音声との同期をとる、すなわち、映像1フレームを出力する時間でAFSIZEにより示された分の音声データを出力することが必要になる。そのために位相同期回路を用いて、音声の出力に用いられるマスタクロックの周波数を、映像信号との位相のずれをなくすように(微小に)変化させることで、映像信号との同期をとっている。映像との位相のずれを検出する方法の概要を示したものが図4である。
The concept of phase comparison in the
基準である映像フレーム信号(映像の周波数信号)(以下、単に映像フレームとも言う)の比較対象には、図4に示した音声フレーム信号(映像1フレーム分に記録されている音声データを出力するための周波数信号)(以下、単に音声フレームとも言う)を用いる。音声フレームは、図2の第1の分周器21及び第2の分周器22により、マスタクロックを(256又は384)×AFSIZE分周したものであり、AFSIZEで示された個数分の音声データを出力するために必要な時間を意味する。位相ずれの検出には、映像フレームの中間点からカウントを開始し、映像フレームの切替わりタイミングでカウント値が0(ロック時)となるカウンタを用いる。このとき、音声フレームの切替わりでのカウンタの値は、映像フレームと位相が一致していれば0となるが、位相差が生じている場合、そのずれの量がカウンタの値に反映される。
For comparison with a reference video frame signal (video frequency signal) (hereinafter also simply referred to as video frame), the audio frame signal shown in FIG. 4 (audio data recorded for one video frame is output). Frequency signal) (hereinafter also simply referred to as an audio frame). The audio frame is obtained by dividing the master clock by (256 or 384) × AFSIZE by the
NTSCの場合、(映像の)フレーム周期は29.97Hzという値であり、音声のサンプリング周期の整数倍という関係を有することができないため、フレームごとのAFSIZEの値は増減することになる。それに伴い、図4に示した音声フレームの周期も変化することになる。AFSIZEの変化により生じる位相のずれを図4のカウンタを用いて検出することが位相比較部23の働きとなる。上述したように、映像フレームの中間点からカウントを開始するようにしたのは、位相誤差情報として取り得る値が、正方向、負方向に均等、かつ最大となるためである。ここで、位相比較部23内における所定の処理について図5を用いて説明する。位相比較部23では、第2の分周器22を経由した周波数信号(フレーム信号)と、映像の周波数信号(フレーム信号)との位相差を比較した結果である位相誤差情報に対して、所定の倍率を掛け、リミッタを掛け、バイアスを加算するなどの処理を施してLPF24へ処理結果を出力している。図5において、evmulは乗算を意味し、evshftは指数演算を意味し、evlmt、evlmtenは上限又は下限値などを意味し、evbiasは加減算を意味する。このように、位相誤差情報を調整することにより、位相比較部23以降のフィードバックのかかりの度合いを調整することができる。これらの演算により、位相誤差情報を急激に収束させたり、緩やかに収束させたりすることができる。急激な収束を行うと、収束自体にかかる時間は短縮できるが、収束過程における変化は大きなものとなり、程度によっては聴感上の支障をきたす場合もある。なお、上述したように、常に位相比較部23における処理をすべて施す必要はない。上述したような位相同期回路は、下記の特許文献1及び非特許文献1に開示されている。
しかしながら、従来の位相同期回路自体には位相誤差情報に基づく判断をする機能はなく、位相誤差が大きく位相同期回路のロックが外れてしまった場合も、収束していない周波数で音声を出力しようとするため、視聴を妨げるノイズを発生させるという問題があった。 However, the conventional phase synchronization circuit itself does not have a function to make a judgment based on the phase error information. Even when the phase synchronization circuit is unlocked and the phase synchronization circuit is unlocked, the conventional phase synchronization circuit tries to output sound at a frequency that has not converged. Therefore, there was a problem of generating noise that hinders viewing.
本発明は、上記問題を解決するためのものであり、位相同期回路のロックが外れてしまった場合も、視聴を妨げるノイズの発生を抑えることができる位相同期回路を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a phase synchronization circuit that can suppress the generation of noise that hinders viewing even when the phase synchronization circuit is unlocked. .
上記目的を達成するために、本発明によれば、送られてくるAVストリームをデコードし音声信号と映像信号とを出力する際、前記音声信号と前記音声信号に対応する映像信号との同期をとるため、前記音声信号の音声信号フレームと前記映像信号の映像信号フレームとの位相差を比較し、位相誤差情報を出力する位相同期回路において、前記出力される位相誤差情報が所定の閾値以下の場合、前記位相誤差情報を収束させるように処理を行い前記音声信号と前記映像信号との同期をとるようにするとともに、前記出力される位相誤差情報が所定の閾値より大きい場合、前記音声信号の出力をミュートするよう制御する制御手段を有することを特徴とする位相同期回路が提供される。 In order to achieve the above object, according to the present invention, when an AV stream sent is decoded and an audio signal and a video signal are output, the audio signal and the video signal corresponding to the audio signal are synchronized. Therefore, in the phase synchronization circuit that compares the phase difference between the audio signal frame of the audio signal and the video signal frame of the video signal and outputs phase error information, the output phase error information is less than or equal to a predetermined threshold value The phase error information is converged so that the audio signal and the video signal are synchronized, and when the output phase error information is larger than a predetermined threshold value, There is provided a phase locked loop circuit having control means for controlling the output to be muted.
本発明の位相同期回路は、上記構成を有し、位相同期回路のロックが外れてしまった場合も、視聴を妨げるノイズの発生を抑えることができる。 The phase synchronization circuit of the present invention has the above-described configuration, and can suppress generation of noise that hinders viewing even when the phase synchronization circuit is unlocked.
以下、本発明の実施の形態について図1を用いて説明する。図1は本発明の実施の形態に係る位相同期回路の構成を示す構成図である。本発明の実施の形態に係る位相同期回路について図1を用いて説明する。図1に示すように、位相同期回路(以下、PLLとも言う)100は、第1の分周器101、第2の分周器102、位相比較部103、LPF104、1bit DAC105、VCO106、制御部107から構成されている。位相同期回路100の各構成要素及びシステムのビデオフレーム部109は、上述した従来の位相同期回路20の各構成要素及びシステムのビデオフレーム部27とそれぞれ同様であるため、説明を省略するが、本発明の特徴部分の制御部107については後述する。なお、本発明の実施の形態に係る位相同期回路100の位相比較部103は、位相誤差情報を制御部107へ出力するように構成されている。
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a configuration diagram showing the configuration of a phase locked loop circuit according to an embodiment of the present invention. A phase locked loop circuit according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 1, a phase synchronization circuit (hereinafter also referred to as PLL) 100 includes a
制御部107は、位相比較部103から入力された位相誤差情報を受け、例えば位相誤差が大きいためにロック外れが生じるという異常時に対して、音声をミュートするなどの処理をさせる制御信号を出力する。ロック外れなどの異常時を判断する指標としては、例えば所定の閾値がある。制御部107は、位相誤差情報が所定の閾値を超えた場合に異常と判断して、制御信号を出力する。音声出力ブロック部108は、制御部107からの制御信号に基づいて対応する処理を行う。このように、従来の位相同期回路20に位相誤差に対する判断処理を行う制御部107を付加したため、適切な音声出力の制御を行うことができるだけでなく、位相同期回路の構成が容易であり、自由度の高い設定をすることができる。
The
なお、上述した例では、DVCの音声出力における制御について述べたが、これに限られるものではなく、位相同期にPLLを用いる他の機構(装置)についても同様に応用可能である。また、上述した例では、クロック信号のロック外れへの対応について述べたが、制御部107から出力される制御信号を用いてVCO入力信号に対する処理(変換など)を施すことも可能である。
In the above-described example, the control in the audio output of the DVC has been described. However, the present invention is not limited to this, and can be similarly applied to other mechanisms (devices) using a PLL for phase synchronization. Further, in the above-described example, the response to the unlocking of the clock signal has been described, but it is also possible to perform processing (conversion etc.) on the VCO input signal using the control signal output from the
本発明に係る位相同期回路は、位相同期回路のロックが外れてしまった場合も、視聴を妨げるノイズの発生を抑えることができるため、ストリーム内における音声信号と音声信号に対応する映像信号との同期をとるために、音声信号と映像信号との位相差を比較し、比較に基づいて出力される位相誤差情報を収束させるよう処理をする位相同期回路などに有用である。 Since the phase synchronization circuit according to the present invention can suppress the generation of noise that hinders viewing even when the phase synchronization circuit is unlocked, the audio signal in the stream and the video signal corresponding to the audio signal are In order to achieve synchronization, it is useful for a phase synchronization circuit that compares the phase difference between an audio signal and a video signal and performs processing to converge phase error information output based on the comparison.
20 位相同期回路(PLL)
21 第1の分周器
22 第2の分周器
23 位相比較部
24 LPF
25 1bit DAC
26 VCO
27 システムのビデオフレーム部
100 位相同期回路(PLL)
101 第1の分周器
102 第2の分周器
103 位相比較部
104 LPF
105 1bit DAC
106 VCO
107 制御部(制御手段)
108 音声出力ブロック部
109 システムのビデオフレーム部
20 Phase synchronization circuit (PLL)
21
25 1bit DAC
26 VCO
27 Video frame part of
101
105 1bit DAC
106 VCO
107 Control unit (control means)
108
Claims (1)
前記出力される位相誤差情報が所定の閾値以下の場合、前記位相誤差情報を収束させるように処理を行い前記音声信号と前記映像信号との同期をとるようにするとともに、前記出力される位相誤差情報が所定の閾値より大きい場合、前記音声信号の出力をミュートするよう制御する制御手段を有することを特徴とする位相同期回路。
When decoding a transmitted AV stream and outputting an audio signal and a video signal, the audio signal frame of the audio signal and the video signal are synchronized in order to synchronize the audio signal and the video signal corresponding to the audio signal. In the phase synchronization circuit that compares the phase difference with the video signal frame and outputs phase error information,
When the output phase error information is equal to or less than a predetermined threshold, the audio signal and the video signal are synchronized by performing processing so as to converge the phase error information, and the output phase error A phase synchronization circuit comprising control means for controlling to mute the output of the audio signal when the information is larger than a predetermined threshold.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2004321225A JP2006135552A (en) | 2004-11-04 | 2004-11-04 | Phase synchronization circuit |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US8180202B2 (en) | 2007-10-10 | 2012-05-15 | Futaba Corporation | Robot, reference voltage generator circuit used in transmission path for robot, and hub incorporating reference voltage generator circuit |
-
2004
- 2004-11-04 JP JP2004321225A patent/JP2006135552A/en not_active Withdrawn
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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US8180202B2 (en) | 2007-10-10 | 2012-05-15 | Futaba Corporation | Robot, reference voltage generator circuit used in transmission path for robot, and hub incorporating reference voltage generator circuit |
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