JP3066037B2 - フェイズロックドループ回路 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、テレビ、ラジオ、CDプレーヤ等の様々な
回路に用いられるフェイズロックドループ回路に関する
もので、特にフェイズロックドループ回路を用いて映像
信号をサンプリングするサンプリングロックを出力する
映像信号サンプリング回路に関するものである。

［従来の技術］ 従来、映像信号のサンプリングロックを発生させるも
のとしてR,L,C回路からなる発振器が用いられていた
が、この回路にあっては、精度や安定度が悪くかつ固定
発振出力なので水平同期信号の変化に対するクロック周
期の追従性がないため、取り込んだ画像が水平方向に圧
縮または伸長されたものとなって画歪を生じていた。

そこで、精度や安定度を向上するものとして水平同期
信号を基準信号としてPLL回路を利用した映像信号サン
プリング回路が多く利用されている（特開昭57−20074
号公報、特開昭57−180282号公報および特公昭61−4433
2号公報参照）。

［発明が解決しようとする課題］ 従来の映像信号サンプリング回路は、以上のようにPL
L回路を利用しており、映像信号の量子化と量子化デー
タからの映像信号の再生を行う場合、１つのPLL回路で
基準となる水平同期信号を切り換えてサンプリングクロ
ックを発生すると、水平同期信号の途中の波形から入力
されることがあり、安定したクロックを得るまでに長い
時間を要し、映像信号の量子化ができないという課題が
あり、また量子化用と再生用にPLL回路を備えると部品
点数が増加すると共に近い周波数による干渉の影響が生
じるという課題があった。

この発明は、上記のような課題を解消するためになさ
れたもので、１つのPLL回路で基準となる水平信号を切
り換える時に短時間で安定したクロックを得ることがで
きる映像信号サンプリング回路を提供することを目的と
する。

［課題を解決するための手段］ 入力される直流電圧値に応じて基準信号の周波数より
高い周波数の信号を出力する電圧制御発振器と、この電
圧制御発振器から出力される前記信号を入力して分周し
た分周信号を出力する分周器と、この分周器から出力さ
れる前記分周信号と前記基準信号との位相差を比較して
位相差に応じた出力信号を出力する位相比較器と、この
位相比較器から出力される前記出力信号を入力し直流レ
ベルに変換して前記直流電圧値を出力するループフィル
ターと、を備えるフェイズロックドループ回路におい
て、少なくとも２つの基準信号が入力され、いずれか１
つを選択して前記基準信号として出力する基準信号切り
換えスイッチ回路と、この基準信号切り換えスイッチ回
路から出力される前記基準信号を少なくとも前記位相比
較器に入力するか否かを設定する位相比較器入力スイッ
チ回路と、前記ループフィルターに対して前記出力信号
を入力するか入力を開放状態にするかを設定するループ
フィルター入力スイッチ回路と、一方の基準信号から他
方の基準信号へ切り換える切り換え信号を出力する切り
換えキーと、前記少なくとも２つの基準信号および前記
切り換え信号を入力する切り換え制御回路と、を備え、
この切り換え制御回路は、前記切り換え信号を受信する
と、前記位相比較器入力スイッチ回路により前記位相比
較器への前記基準信号の入力を無くし前記ループフィル
ター入力スイッチ回路により前記位相比較器から前記ル
ープフィルターへの入力を開放状態にして、前記電圧制
御発振器をホールドし、そして、前記基準信号切り換え
スイッチ回路により一方の基準信号から他方の基準信号
へ基準信号を切り換えると共に前記位相比較器入力スイ
ッチ回路により前記他方の基準信号を前記位相比較器に
入力し、切り換えた前記他方の基準信号に同期して前記
分周器をリセットスタートして切り換えた前記他方の基
準信号に同期した周波数の出力を前記電圧制御発振器よ
り出力させることを特徴とするものである。

［作用］ この発明におけるフェイズロックドループ回路は、電
圧制御発振器により基準信号と異なる周波数で発振し、
電圧制御発振器の出力を分周器により分周し、分周器の
出力信号と基準信号との位相を位相比較器により比較し
て位相差に応じた出力信号を出力し、位相比較器の出力
信号をループフィルターにより直流レベルに変換して電
圧制御発振器に入力する。そして、入力される少なくと
も２つの基準信号のうち一方の基準信号から他方の基準
信号へ切り換える場合、切り換え制御回路は、切り換え
キーの切り換え信号を受信すると、位相比較器入力スイ
ッチ回路を開放して位相比較器をロックし、そして基準
信号切り換えスイッチ回路により一方の基準信号から他
方の基準信号へ基準信号を切り換えると共に位相比較器
入力スイッチ回路を閉じ、切り換えた基準信号に同期し
て分周器をリセットスタートして電圧制御発振器より切
り換えた基準信号に同期した出力を電圧制御発振器より
出力する。

［実施例］ 以下、この発明の一実施例を図について説明する。

映像信号サンプリング回路１は、第１図に示すよう
に、画像を再生する際の基準信号としての内部水平同期
信号S₁が入力される接点Ａと画像を取り込む際の基準信
号の外部水平同期信号S₂が入力される接点Ｂを有する基
準信号切り換えスイッチ回路としての第１のスイッチ２
を有しており、第１のスイッチ２は選択的に接点Ａまた
は接点Ｂを接続するようになっている。

そして、第１のスイッチ２には、第１のスイッチ２を
通った信号を接続／切断する位相比較器入力スイッチ回
路としての第２のスイッチ３が接続されており、第２の
スイッチ３には、分周器４の出力信号S₇と、第１のスイ
ッチ２を通り第２のスイッチ３で接続された基準信号と
の位相を比較して位相差に応じた出力信号S₄を出力する
位相比較器５が接続されている。

更に、位相比較器５の出力側にはループフィルター
（ローパスフィルタ）６への入力を接続／開放状態とす
る第３のスイッチ７（ループフィルター入力スイッチ回
路）が接続されており、第３のスイッチ７には抵抗・コ
ンデンサー等からなるローパスフィルタ６が接続されて
いる。

また、ローパスフィルタ６の出力側には第１のスイッ
チ２に入力される各基準信号より高い周波数で発振する
電圧制御発振器８が接続されており、電圧制御発振器８
の出力側には、電圧制御発振器８の出力S₆を分周する分
周器４が接続されており、分周器４の出力S₇は位相比較
器５に入力されるようになっている。

そして、位相比較器５、ローパスフィルタ６、電圧制
御発振器８および分周器４によりフェイズロックドルー
プ回路が構成されている。

更に、第１のスイッチ２、第２のスイッチ３、第３の
スイッチ７および分周器４は切り換え制御器（切り換え
制御回路）９に接続されており、切り換え制御器９はこ
れらのスイッチ2,3,7を切り換え制御すると共に分周器
４をリセットスタートさせるようになっている。

また、切り換え制御器９には、基準信号としての内部
水平同期信号S₁と外部水平同期信号S₂とを切り換える切
り換え要求信号S₈を出力する切り換えキー10が接続され
ており、かつ内部水平同期信号S₁、外部水平同期信号
S₂、および分周器４の出力S₇の出力が入力されている。

ついで、本実施例の作用を第２図のタイミングチャー
トに沿って説明する。

画像を再生している時、第１のスイッチ２は接点Ａ側
を接続し、第２のスイッチ３は接点Ｃ側を接続し、第３
のスイッチ７は閉じられており、電圧制御発振器８の出
力S₆は内部水平同期信号S₁に同期している。

この状態で、切り換えキー10から切り換え要求信号S₈
が切り換え制御器９に入力されると（ａ）、切り換え制
御器９は、分周器４の出力S₇が立ち下がったのを確認し
て（位相比較器５は立上がり位相の比較を行うので、分
周器４の出力S₇が立ち下がる時には位相比較が終了して
いる）、位相比較禁止信号S₁₀を出力し、第２のスイッ
チ３を接点Ｄ側へ接続し、第３のスイッチ７を開く。

これにより、ローパスフィルタ６への入力は無くなる
が、ローパスフィルタ６の出力電圧S₅は保持され、電圧
制御発振器８はホールドされてその出力（サンプリング
ロック）S₆は継続して出力される。

それから、切り換え制御器９は、切り換え信号S₉を出
力して第１のスイッチ２を接点Ｂ側へ接続し、外部水平
同期信号S₂の立上がり（ｂ）と同時に位相比較禁止信号
S₁₀の出力を無くして、第２のスイッチ３を接点Ｃ側へ
接続すると共に第３のスイッチ７を閉じ、かつ分周器４
をリセットスタートする。

この際、切り換え制御器９は、内部水平同期信号S₁と
外部水平同期信号S₂とが完全に同期し位相差が少なくな
っていた場合は、回路の切り替えに必要な時間が取れな
いため、外部水平同期信号S₂の最初のパルスには反応し
ないようにしてある。

そして、位相比較器５による位相比較が始まり、分周
器４が外部水平同期信号S₂と同時にスタートしたことに
より、外部水平同期信号S₂と分周器４の出力S₇とは位相
差はきわめて小さく、内部水平同期信号S₁と外部水平同
期信号S₂との周波数にあまり差がなければ、PLL回路は
速やかに安定し、画像の取り込みが行われる。

例えば、映像信号サンプリング回路１に使用する分周
器４は、分周比が大きいほど効果があり、682分周のも
のを使用している。

そして、外部水平同期信号S₂と分周器４の出力S₇との
位相差は、1/（分周比）×２π［rad］未満となる。

なお、切換え信号S₉は、位相比較禁止信号S₁₀が出力
されて第２のスイッチ３は接点Ｄ側に接続されて接地し
ている間ならば、いつ出力しても良い。

また、画像の取り込みを終了して再度画像を再生する
場合、切り換えキー10から切り換え要求信号S₈が切り換
え制御器９に入力されると（ｃ）、切り換え制御器９
は、分周器４の出力S₇が立ち下がったのを確認して、位
相比較禁止信号S₁₀を出力し、第２のスイッチ３を接点
Ｄ側へ接続し、第３のスイッチ７を開く。

これにより、ローパスフィルタ６への入力は無くなる
が、ローパスフィルタ６の出力電圧S₅は保持され、電圧
制御発振器８はホールドされてその出力（サンプリング
クロック）S₆は継続して出力される。

それから、切り換え制御器９は、切り換え信号S₉を出
力して第１のスイッチ２を接点Ａ側へ接続し、内部水平
同期信号S₁の立上がり（ｄ）と同時に位相比較禁止信号
S₁₀の出力を無くして、第２のスイッチ３を接点Ｃ側へ
接続すると共に第３のスイッチ７を閉じ、かつ分周器４
をリセットスタートする。

この際、切り換え制御器９は、内部水平同期信号S₁と
外部水平同期信号S₂とが完全に同期して位相差が少なく
なった場合は、回路の切り替えに必要な時間が取れない
ため、内部水平同期信号S₁の最初のパルスには反応しな
いようにしてある。

そして、位相比較器５による位相比較が始まり、分周
器４が内部水平同期信号S₁と同時にスタートしたことに
より、内部水平同期信号S₁と分周器４の出力S₇とは位相
差はきわめて小さく1/（分周比）×２π［rad］未満と
なり、内部水平同期信号S₁と外部水平同期信号S₂との周
波数にあまり差がなければ、PLL回路は速やかに安定
し、画像の再生が行われる。

［発明の効果］ 以上説明したように、この発明によれば、切り換え信
号を受信すると、電圧制御発振器８はホールドされて、
その出力（サンプリングクロック）S₆は継続して出力さ
れ一方の基準信号から他方の基準信号へ基準信号を切り
換えると共に切り換えた基準信号に同期して分周器をリ
セットスタートして電圧制御発振器より切り換えた基準
信号に同期した出力信号を出力するように構成したの
で、部品点数を増加すること無く、短時間に出力信号を
安定させることができる。これにより、周波数の干渉を
考慮する必要がなくなる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明に一実施例によるフェイズロックド
ループ回路を備える映像信号サンプリング回路の構成を
示すブロック図、 第２図は、この発明に一実施例によるフェイズロックド
ループ回路を備える映像信号サンプリング回路の信号タ
イミングを示すタイミングチャート図である。 ２……基準信号切り換えスイッチ回路 ３……位相比較器入力スイッチ回路 ５……位相比較器 ６……ループフィルター ８……電圧制御発振器 ９……切り換え制御回路 10……切り換えキー

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】入力される直流電圧値に応じて基準信号の
   周波数より高い周波数の信号を出力する電圧制御発振器
   と、この電圧制御発振器から出力される前記信号を入力
   して分周した分周信号を出力する分周器と、この分周器
   から出力される前記分周信号と前記基準信号との位相差
   を比較して位相差に応じた出力信号を出力する位相比較
   器と、この位相比較器から出力される前記出力信号を入
   力し直流レベルに変換して前記直流電圧値を出力するル
   ープフィルターと、を備えるフェイズロックドループ回
   路において、少なくとも２つの基準信号が入力され、い
   ずれか１つを選択して前記基準信号として出力する基準
   信号切り換えスイッチ回路と、この基準信号切り換えス
   イッチ回路から出力される前記基準信号を少なくとも前
   記位相比較器に入力するか否かを設定する位相比較器入
   力スイッチ回路と、前記ループフィルターに対して前記
   出力信号を入力するか入力を開放状態にするかを設定す
   るループフィルター入力スイッチ回路と、一方の基準信
   号から他方の基準信号へ切り換える切り換え信号を出力
   する切り換えキーと、前記少なくとも２つの基準信号お
   よび前記切り換え信号を入力する切り換え制御回路と、
   を備え、この切り換え制御回路は、前記切り換え信号を
   受信すると、前記位相比較器入力スイッチ回路により前
   記位相比較器への前記基準信号の入力を無くし前記ルー
   プフィルター入力スイッチ回路により前記位相比較器か
   ら前記ループフィルターへの入力を開放状態にして、前
   記電圧制御発振器をホールドし、そして、前記基準信号
   切り換えスイッチ回路により一方の基準信号から他方の
   基準信号へ基準信号を切り換えると共に前記位相比較器
   入力スイッチ回路により前記他方の基準信号を前記位相
   比較器に入力し、切り換えた前記他方の基準信号に同期
   して前記分周器をリセットスタートして切り換えた前記
   他方の基準信号に同期した周波数の出力を前記電圧制御
   発振器より出力させることを特徴とするフェイズロック
   ドループ回路。