JP3894965B2 - 位相ロックループ用の位相検出器 - Google Patents

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Description

【0001】
【産業上の利用分野】
本発明は位相ロックループクロック信号を発生する配置に関する。
【0002】
【従来の技術】
テレビジョン受信機及びビデオテープレコーダー信号源の両方に対してテキスト及びピクチャーインピクチャーのオンスクリーン表示のような特徴を有するデジタルビデオ信号処理システムはラインロックされたクロックと称される水平同期信号に対する位相ロックされたクロック信号を必要とする。典型的には位相ロックループ(PLL)システムはラインロックされたクロック発生に対して形成される。典型的にはその様なPLLは位相検出器とカウンタとを必要とする。
【0003】
位相検出器内で水平同期信号のデューティーサイクルに独立に位相誤差指示信号を発生する事が望ましい。位相ロック状態でクロックのエッジと同期信号とは整列され、又はほぼ同時に発生するようにクロック信号を発生することがまた望ましい。水平同期信号が位相検出器内の唯一のフリップフロップに印加され、同期信号の信号路が位相検出器内の他のフリップフロップを含まないように位相誤差指示信号を発生することが更に望ましい。斯くして唯一のフリップフロップは位相誤差が正及び負の時の両方で用いられる。それ故に位相検出器の回路は簡単化される。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は簡単化された位相ロックループ用の位相検出器回路を有する位相ロックループ回路を提供することである。
【0005】
【課題を解決するための手段】
本発明の特徴を実施する位相ロックループ回路は制御可能な発振器と同期信号源とを含む。フリップフロップは該同期信号に応答し、該同期信号のエッジが出現したとき第一の状態でフリップフロップ出力信号を発生する。出力信号は第一の状態と第二の状態との間で切り替わる。デコーダーは該フリップフロップを含む該同期信号の信号路を介して該デコーダーの出力に該同期信号を印加するのに用いられる。位相差を表わす信号はデコーダーの出力に発生される。該位相差を表わす信号は該同期信号と該発振器の出力信号との間の位相差に応じて発生される。正と負の両方の位相差に対して、他のフリップフロップは該同期信号源と該デコーダーの該出力との間の該同期信号のどのような信号路内にも含まれない。低域通過フィルターは該位相差を表わす信号に応答し、位相ロックループの方式で該発振器を制御する該発振器の制御入力に結合される。定常状態位相ロック動作で該発振器出力信号のエッジが該同期信号の該エッジと整列される。
【0006】
【実施例】
図1は本発明の特徴を実施する位相検出器101を含む位相ロックループ(PLL)100のブロック系統図を示す。例えばテレビジョン受信機の図示していないビデオ検出器から得られたベースバンド輝度ビデオ信号VIDEO−INは例えばNTSC規格15734Hz内の水平偏向周波数fH で周期Hを有する水平同期信号CSIのパルスを発生する従来技術の同期分離器50に結合される。
【0007】
出力信号ClkDivは電圧制御発振器53内で発生されるPLL100の発振器出力信号Clkを周波数分割によりN分割2進カウンタ52の11の出力Q0ーQ10の最上位ビットの出力Q10で発生される。信号Clkはビデオ信号処理用のテレビジョン受信機の図示されない種々のステージで用いられうる。定常状態の動作では信号Clkの周波数はN x fH に等しい。値Nは信号Clkの周波数と信号ClkDivの周波数との間の比を表す。値Nは例えば1716に等しい。
【0008】
記憶素子又は図1のD型フリップフロップ62のクリア入力CLRはナンドゲート63の出力で出力されたローでクリア信号CLEARを受ける。信号CLEARは出力
【0009】
【外1】
Figure 0003894965
【0010】
で出力された10の最下位反転信号のそれぞれがハイ状態であり、非反転出力Q10で出力された最上位ビットである信号ClkDivがハイ状態である時にカウンタ52の所定の周期Hで出力される。斯くして図2の(a)の時間TR(1)又はTR(2)で図1の信号CLEARはロー状態となる。信号CLEARがロー状態の時にフリップフロップ62は図2の(c)の信号SYNが出力される出力Qがロー状態を確立されフリップフロップ62の反転出力
【0011】
【外2】
Figure 0003894965
【0012】
を出力された信号
【0013】
【外3】
Figure 0003894965
【0014】
がハイ状態であるリセット状態にラッチされる。信号CLEARはそれぞれの水平周期H内でフリップフロップ62の初期化を供する。
テレビジョン受信機が局を受信するようチューンされた時に図2の(b)の水平同期信号CSIのパルスのハイからローへの遷移を有する前エッジLE(1)又はLE(2)は水平同期パルスが図1の信号VIDEOーINで発生する時に発生される。信号CSIのパルス間で図2の(b)の信号CSIはハイ状態である。
【0015】
フリップフロップ62の入力Dはハイ状態で信号VCCを受ける。図2の(b)の信号CSIの前エッジLE(1)又はLE(2)が発生する時に図1のエッジトリガーされたフリップフロップ62は図1のフリップフロップ62の非反転出力端子Qで出力される図2の(c)の出力信号SYNはハイ状態になるようセット状態にラッチされる。信号ClkDivは図2の(c)の信号SYNに関する位相である図2の(a)の後エッジTT(1)又はTT(2)を有する。
【0016】
第一の例では図2の(b)の左側に示される前エッジLE(1)は図2の(a)の信号ClkDivが既にハイ状態である時に発生する。第一の例は前エッジLE(1)により決められたように図2の(b)の信号CSIのパルスの位相は信号ClkDivの後エッジTT(1)により決められるように図2の(a)の信号ClkDivの位相を遅延する。従って信号SYN及びClkDivを受けるアンドゲート64の図1の出力信号64aは図2の(b)のエッジLE(1)と図2の(a)のエッジTT(1)との間でハイである。
【0017】
図1の出力信号64aは図1の入力66aで図2の(d)のイネーブル信号ENAを出力するようオアゲート65を介して3状態ゲート66のイネーブル入力66aに結合される。信号ClkDivはゲート66の入力66bに結合される。信号ENAは図2の(b)のエッジLE(1)が出現する時と図2の(a)のエッジTT(1)が出現する時との間でハイ状態である。故に図1の信号ENAは図1の出力信号OUTを出力するゲート66の出力66cに結合されたハイ状態である信号ClkDivを引起す。
【0018】
斯くしてハイ状態でピークを有する位相差を表わす信号OUTのパルスは信号ClkDivから出力される。図2の(d)の信号ENAのパルス幅を確立する図2の(b)のエッジLE(1)と図2の(a)のエッジTT(1)との間の期間の直前及び後で図1の出力66cは高インピーダンス状態である。信号OUTのパルス幅は位相誤差又は差に比例する。信号Clkの位相及び周波数を制御する発振器53の入力端子53aを制御するために信号OUTはPLL100のループフィルターを形成する従来技術の低域通過フィルター54を介して結合される。 第二の例では図2の(a)の左側に示される前エッジLE(2)は図2の(a)の信号ClkDivが既にロー状態である時に発生する。第二の例は前エッジLE(2)により決められたように図2の(b)の信号CSIのパルスの位相は信号ClkDivの後エッジTT(2)により決められるように図2の(a)の信号ClkDivの位相を遅延する。従って信号
【0019】
【外4】
Figure 0003894965
【0020】
を受けるアンドゲート67の図1の出力信号67aは図2の(a)のエッジTT(2)と図2の(b)のエッジLE(2)との間でハイである。
図1の出力信号67aは図1の入力66aで図2の(d)のイネーブル信号ENAを出力するようオアゲート65を介して3状態ゲート66のイネーブル入力66aに結合される。信号ClkDivはゲート66の入力66bに結合される。信号ENAは図2の(a)のエッジTT(2)が出現する時と図2の(b)のエッジLE(2)が出現する時との間でハイ状態である。故に図1の信号ENAはゲート66の出力66cに結合されたロー状態である信号ClkDivを引起す。従って図1及び2の(e)の出力信号OUTはロー状態で出力される。斯くしてロー状態でピークを有する位相差を表わす信号OUTのパルスは出力される。
【0021】
図2の(d)の信号ENAのパルス幅を確立する図2の(a)のエッジTT(2)と図2の(b)のエッジLE(2)との間の期間の直前及び後で図1の出力66cは高インピーダンス状態である。信号OUTのパルス幅は図2の(b)のエッジLE(2)と図2の(a)のエッジTT(2)との間の位相差又は時間差に比例する。好ましくは信号OUTはそれぞれの信号CSI及び信号ClkDivのデューティーサイクルと独立である。故に好ましくは図1のPLL100は例えばノイズ又は信号受容変動の結果として出現する信号CSIのデューティーサイクルのどのような変化によっても影響されない。
【0022】
位相ロック状態では図2の(a)のエッジTT(2)又はTT(1)が図2の(f)の信号ClkのクロッキングエッジCEの直後又はこれとほとんど同時に出現する。斯くして信号Clk及びCSIのエッジは位相ロック動作内で整列される。図2の(a)のエッジTT(2)又はTT(1)と整列された図2の(f)の信号ClkのクロッキングエッジCEを有することは信号Clkを用いる図示されないビデオ装置の他のステージ内での信号処理をおこないうる。
【0023】
本発明の特徴によりフリップフロップ62に結合される図1の信号CSIは発生した信号OUTの経路内でどの様な他の信号記憶ステージにも印加されない。ゲート64、65、67、66は位相検出器のデコーダー101aを形成する。デコーダー101aは組み合わせ論理ステージから全体が構成される。斯くしてフリップフロップ62以外のフリップフロップは位相差が正及び負のいずれの時にもCSIが発生される端子61aと信号OUTが発生される端子66cとの間で形成されるいかなる信号路とも結合しない。唯一のフリップフロップを用いる結果として位相検出器の回路は簡単化される。
【0024】
第三の例ではテレビジョン受信機はどのようなビデオ信号を受けるようにチューンされず結果として図1の失われた信号VIDEOーINを生ずる。同期分離器60の動作はテレビジョン受信機が送信局を受信するようチューンされないときのように同期パルスが出現しないときには信号CSIは連続的にロー状態である。信号CLEARの動作の故にフリップフロップ62はリセット状態であり、信号SYNはロー状態である。ロー状態の信号CSIはゲート67を通して信号ENAの発生を阻止する。ゲート67がイネーブルでないときに信号ENAが発生されない結果として端子66ckは駆動されず、高インピーダンスは端子66cに出力される。故に好ましくはフィルター54及び発振器53は例えば信号CSIの短い期間の中断が発生した時に妨げない。更にまたビデオ信号VIDEOーINが連続的に失われた時に発振器53は公称フリーランニング周波数で動作する。
【0025】
本発明の他の特徴により図2の(a)の信号ClkDivは例えば2:1のような1以上のロー対ハイ比率を有する。故に図2の(a)のエッジが出現した時に出現する図1の信号CLEARは図1のフリップフロップ62を信号CSI内の図2の(b)の等価パルスEQの出現に続いてリセットする。従って垂直再トレース中に出現する等価パルスEQはPLL100の動作を妨げない。なぜならばそれらは図2の(a)のエッジTT(1)又はTT(2)に続く信号SYNになんら影響を有さないからである。
【0026】
周波数分割目的に対して要求されるカウンタ52のフリップフロップ計数ステージを除いて唯一の付加的なフリップフロップであるフリップフロップ62が 必要とされる。デコーダー101aの他の全ての論理ステージはメモリーなし又は組み合わせ論理ステージである。上記のように好ましくはPLL100はフリップフロップ62以外の信号CSIが出力される端子61aと信号OUTが出力される端子66cとの間のどのような経路内でも付加的な記憶素子なしに構成される。斯くしてフリップフロップ62は位相差が正及び負のどちらの時にも信号CSIの全ての信号路内での唯一のフリップフロップである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の特徴を実施する位相検出器を含む位相ロックループ(PLL)の部分ブロック系統図を示す。
【図2】図1のPLLの動作を説明する波形を示す図である。
【符号の説明】
52 N分割2進カウンタ
53 電圧制御発振器
53a 入力端子
54 低域通過フィルター
62 フリップフロップ
63 ナンドゲート
64、67 アンドゲート
64a、67a 出力信号
65 オアゲート
66 3状態ゲート
66a イネーブル入力
66b 入力
66c 出力
100 位相ロックループ
101 位相検出器
101a デコーダー
VIDEOーIN 輝度ビデオ信号
H 水平偏向周波数
H 周期
CSI 水平同期信号
ClkDiv 出力信号
Clk 発振器出力信号
Q0−Q10 出力
CLR クリア入力
CLEAR クリア信号
SYN、VCC 信号
LE 前エッジ
TT 後エッジ
CE クロッキングエッジ
EQ 等価パルス

Claims (2)

  1. 映像信号を受信し、該映像信号に基づいて第一の周波数fで水平同期信号を供給する回路と;
    前記第一の周波数fのN倍である第二の周波数Nfでクロックパルスを供給する位相調整可能な発振器と;
    前記水平同期信号に応答するフリップフロップと;
    前記クロックパルスを受け、1/Nfの持続期間を有するリセット状態を、N個のクロックパルスごとに一度前記フリップフロップに供給するよう結合されたカウンタと;
    該カウンタの論理状態と前記フリップフロップの出力とをデコードするデコーダーと;
    前記水平同期信号と前記クロックパルスとの間の位相関係に応じて前記発振器を調整するパルスを供給するように、前記カウンタの最上位ビット出力に結合された入力と、前記デコーダーに結合されたイネーブル入力とを有し、更に、前記水平同期信号の中断の間に前記発振器の動作が妨げられないように高インピーダンス状態の出力信号を供給する3状態回路とを有することを特徴とする位相ロックループ回路。
  2. 前記発振器より供給される前記クロックパルスの位相を制御するように前記3状態回路と前記発振器との間に結合されたループフィルタを更に有することを特徴とする、請求項1記載の位相ロックループ回路
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