JP4410873B2 - クロック発生装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、クロック発生装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
HDTV方式のスタジオ規格であるSMPTE240MやBTAS−001などには、1125/59.94システムが併記され、HDTVの映像処理機器は、60.00Hz及び59.94Hzの両映像フィールド周波数Ffで動作することが求められている。また、音声処理機能を併せ持つ映像処理機器においては、音声サンプリング周波数FsaのN倍の音声処理用クロック周波数(例えばNFsa=256Fsa)と、上記映像フィールド周波数Ffとが同期していることがハードの小型化のためには望ましく、特に伝送機器では、複数の基準周波数を伝送する必要がないので有利である。
【0003】
通常のHDTV映像処理機器では、映像サンプリング周波数Fsvである74.25MHz(Ff:60Hz用)又は74.25/1.001MHz(Ff:59.94Hz用)を出力する電圧制御発振器を備え、外部から入力されるHDTV同期信号に電圧制御発振器を同期させて、その出力を映像処理用クロックとして使用する。映像フレーム周波数は、Fsvを(2200×1125)分周したもので、映像フィールド周波数Ffはその2倍である。つまり、FsvとNFsaとを同期させることによって、FfとFsaとが同期することになる。
【0004】
このような同期関係を得るための従来のフェイズロックドループ回路(PLL回路)の構成例を図2に示す。ここでは、Fsa=48KHz、音声処理用クロック周波数=12.288MHz(256Fsa)としている。
図2において、Ff=59.94Hzの場合に入力されるFsv=74.25/1.001(=74.18)MHzは、分周回路52により1/1546875分周され、音声処理用クロックを発生する電圧制御発振器55(以下、VCO3という)の出力12.288MHz(256Fsa)は、分周回路53により1/256256分周され、それぞれ比較周波数である48/1.001Hzとなり、位相比較器56に入力される。
【0005】
位相比較器56では、二つの比較周波数を1.001/48sec周期で位相誤差を検出し、位相誤差信号を周波数制御回路57に出力する。周波数制御回路57では、上記位相誤差信号を増幅し、ループフィルタ(LPF)で平滑した後、上記VCO3に帰還して発振周波数を制御することによりPLLはロックする。
【0006】
また、上記入力Fsvを分周回路51で(2200×1125/2)分周することにより、映像フィールド周波数Ff=59.94Hzが得られ、VCO3出力を分周回路54で256分周することにより、Fsa=48KHzを得ることができる。ここで、Fsvと256Fsa(VCO3出力)とは、PLLによって同期しているので、FfとFsaとは同期することになる。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
図2において、Ff=60.00Hzの場合は、入力Fsvとしての74.25MHzは、位相比較器56に対してもう少し高い比較周波数を選択可能であるが、PLL内の帰還ループ回路を共通化するためには、極端に高い比較周波数を選ぶことはできず、同じ分周比であれば、位相比較器56への比較周波数は48.00Hzとなる。
【0008】
しかしながら、PLLを安定に動作させるためには、周波数制御回路57のループフィルタを48Hzで十分減衰するように設定し、ループ利得を持つ周波数域はさらに低周波域に設定する必要があり、上記の比較周波数では、短時間でPLLが引き込むことを期待することはできない。
【0009】
本発明は、上記の問題を解決するために成されたもので、PLL回路により映像サンプリングクロックと音声処理用クロックとを短時間でロックさせることができるようにすることを目的としている。
【0010】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、本発明によるクロック発生装置は、60.00Hz又は59.94Hzのフィールド周波数Ffを有する映像信号を処理するための映像信号サンプリングクロックに位相同期した出力クロックを生成する装置であって、Ffが60.00Hzの映像信号処理用の74.25MHzの周波数を有する前記映像信号サンプリングクロックと、Ffが59.94Hzの映像信号処理用の74.25/1.001MHzの周波数を有する前記映像信号サンプリングクロックとが選択的に供給される入力端子と、前記入力端子に供給された映像信号サンプリングクロックを所定の分周比で分周する第1の分周器と、前記74.25MHzの映像信号サンプリングクロックを前記第1の分周器で分周した出力の周波数のn(nは正の整数)倍で且つ前記出力クロックの周波数を1/1000m(mは正の整数)分周した周波数のp(pは正の整数)倍となり、且つ、前記74.25/1.001MHzの映像信号サンプリングクロックを前記第1の分周器で分周した出力の出力周波数のn倍で且つ前記出力クロックの周波数を1/1001m分周した周波数のp倍となる周波数の信号を出力する第1の電圧制御発振器と、前記第1の電圧制御発振器の出力信号の周波数を1/n分周する第2の分周器と、前記第1の分周器の出力信号の位相と前記第2の分周器の出力信号の位相を比較して第1の誤差信号を出力する第1の位相比較器と、前記第1の誤差信号を平滑し、その平滑出力により前記第1の電圧制御発振器の発振周波数を制御する第1の平滑手段と、前記第1の電圧制御発振器の出力信号を1/p分周する第3の分周器と、音声処理用クロックの周波数を中心周波数として発振する第2の電圧制御発振器と、前記第2の電圧制御発振器の出力信号を分周する分周器であって、前記74.25MHzの映像信号サンプリングクロックが供給された場合に1/1000m分周し、前記74.25/1.001MHzの映像信号サンプリングクロックが供給された場合に1/1001m分周する第4の分周器と、前記第3の分周器の出力信号の位相と前記第4の分周器の出力信号の位相とを比較して第2の誤差信号を出力する第2の位相比較器と、前記第2の誤差信号を平滑し、その平滑出力を用いて前記第2の電圧制御発振器の発振周波数を制御する第2の平滑手段と、前記第2の電圧制御発振器の出力信号を所定の分周比で分周して前記出力クロックを生成する第5の分周器とを備えることを特徴とする。
【0014】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面と共に説明する。
図1は、本発明の実施の形態による映像サンプリングクロックFsvと音声処理用クロック(NFsa)とを同期させると共に、フィールド周波数Ffと音声サンプリング周波数Fsaとを同期させるクロック同期装置を示すブロック図である。
図1において、11は第1の分周回路で、Ff=60.00Hz又は59.94Hzの場合に入力されるFsv=74.25MHz又は74.25/1.001(=74.18)MHzを分周して、適当な基準比較周波数Frv59又はFrv60を得る。ここでは分周比を、通常の映像処理に用いられる水平同期信号を得るために必要な1/2200とする。
【0015】
また、音声サンプリング周波数Fsaを48KHzとすると、比較的よく使用される音声処理用クロック周波数としてNFsa=256Fsaを使用する場合を例にとり、12.288MHzを電圧制御発振器20(以下、VCO2という)の中心発振周波数とする。
【0016】
ここで、電圧制御発振器10(以下、VCO1という)は、上記の周波数条件において、
(1)Ff=60.00Hzの場合、Frv60のn倍で、音声処理用クロック周波数256Fsaを1000m分周した周波数のp倍
(2)Ff=59.94Hzの場合、Frv59のn倍で、音声処理用クロック周波数256Fsaを1001m分周した周波数のp倍
(n,m,pは正の整数)
の両方を満たす場合のなかで、n=256、m=8、p=5625を選択した場合について説明する。
【0017】
映像処理用発振器から入力されたFsv=74.25MHz又は74.25/1.001MHzのクロックは、第1の分周回路11において1/2200分周され、第1のPLL回路(PLL1)の基準比較周波数Frv59又はFrv60となって第1の位相比較器12に入力される。
【0018】
このときVCO1は、上記第1のPLL回路の基準比較周波数の256(=n)倍の周波数である8.64MHz又は8.64/1.001MHzを出力し、この出力は第2の分周回路13で1/256分周された後、第1の位相比較器12に入力される。
【0019】
第1の位相比較器12は、二つの入力の位相誤差を検出し、この誤差信号は第1の周波数制御回路14において増幅され、ループフィルタ(LPF)を通過して平滑された後、VCO1に帰還されて発振周波数を制御する。
【0020】
ここで第1のPLL回路の比較周波数は、33.75KHz又は33.75/1.001KHzとなり、ループフィルタにより決められる利得周波数帯域限を高くすることができるので、第1のPLL回路は高速にロックし、VCO1の出力周波数は安定する。
【0021】
また、VCO1の出力は、第3の分周回路21で1/5625分周され、第2の位相比較器22に入力される。VCO2の出力は、第4の分周回路23により、Ffが60.00Hzの場合は8000(m=8)分周され、59.94Hzの場合は8008分周されて、第2の位相比較器22に入力される。
【0022】
第2の位相比較器22は、二つの入力の位相誤差を検出し、この誤差信号は第2の周波数制御回路24において増幅され、ループフィルタを通過して平滑された後、VCO2に帰還されて発振周波数を制御する。
【0023】
ここで、第2のPLL回路(PLL2)の比較周波数は、1.536KHz又は1.536/1.001KHzとなる。この比較周波数は、従来例における48Hzに比較して32倍であり、ループフィルタを最適に設計したとすると、VCO2の出力周波数、つまり音声処理用クロックの周波数が安定するまでの時間は、大幅に短縮されることになる。
【0024】
従って、Fsvを第5の分周器15により分周して得られるFfと、VCO2を第6の分周器25により分周して得ることができるFsaとを、高速に安定して同期させることができる。
【0025】
本実施の形態によれば、二重PLL構成をとることにより、映像フィールド周波数が59.94Hzであるか60.00Hzであるかにかかわらず、VCO1の発振周波数が前記条件内であれば、各位相比較器への比較周波数を高く設定することができるので、各PLL回路の引き込みが速くなり、映像サンプリングクロックと音声処理用クロックとを高速に同期させることができる。
【0026】
尚、本実施の形態では、Fsa=48KHz、VCO2の中心発振周波数=12.288MHz(256Fsa)として説明したが、Fsaが異なる場合、例えば32KHzであれば、音声処理クロック(VCO2)は、256Fsaとして8.192MHzとなり、上述したVCO1の条件からn=512、m=8、p=16875と設定することができる。
【0027】
このときの第2のPLL回路の比較周波数は1.024KHz又は1.024/1.001KHzとなる。この比較周波数でも、通常使用には問題ないロック時間の短縮が実現可能である。
【0028】
また、さらなるロック時間の短縮を実現するためには、mが1となるようなnとpの値を選択すればよい。
このように本発明においては、先に示した条件を満たし、上記実施の形態が持つ機能が達成できれば、VCO1、2の周波数、分周比を限定するものではないことは言うまでもない。
【0029】
次に、本発明による記憶媒体について説明する。
上記図1に示す実施の形態は、ハードウェアで構成することもできるが、CPUとメモリを有するコンピュータシステムで構成することもできる。コンピュータシステムで構成する場合、上記メモリは本発明による記憶媒体を構成する。この記憶媒体媒体には、上記各実施の形態で説明した動作を実行するためのプログラムが記憶される。
【0030】
また、この記憶媒体としては、ROM、RAM等の半導体メモリ、光ディスク、光磁気ディスク、磁気記憶媒体等を用いてよく、これらをCD−ROM、FD、磁気カード、磁気テープ、不揮発性メモリカード等に構成して用いてよい。
【0031】
従って、この記憶媒体を上記図1によるシステム以外の他のシステムあるいは装置で用い、そのシステムあるいはコンピュータがこの記憶媒体に格納されたプログラムコードを読み出し、実行することによっても、上記実施の形態と同等の機能を実現できると共に、同等の効果を得ることができ、本発明の目的を達成することができる。
【0032】
また、コンピュータ上で稼働しているOS等が処理の一部又は全部を行う場合、あるいは記憶媒体から読み出されたプログラムコードが、コンピュータに挿入された拡張機能ボードやコンピュータに接続された拡張機能ユニットに備わるメモリに書き込まれた後、そのプログラムコードの指示に基づいて、上記拡張機能ボードや拡張機能ユニットに備わるCPU等が処理の一部又は全部を行う場合にも、上記実施の形態と同等の機能を実現できると共に、同等の効果を得ることができ、本発明の目的を達成することができる。
【0033】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、フィールド周波数が59.94Hzであるか60.00Hzであるかにかかわらず、比較的高い比較周波数を設定して映像サンプリングクロックと音声処理用クロックとを高速にロックすることができるVCOを有する二重PLL構成をとることによって、映像フィールド周波数と音声サンプリング周波数とを短時間で同期させることができる。
【0034】
従って、本発明は、HDTV映像音声処理装置に適用した場合、システム立ち上げ時やフィールド周波数が切り替えられた場合に、ストレスを感じない程度の短い待ち時間で音声処理動作が可能な状態にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態によるクロック同期装置を示すブロック図である。
【図2】従来のクロック同期装置を示すブロック図である。
【符号の説明】
10 電圧制御発振器(VCO1)
11 第1の分周器
12 第1の位相比較器
13 第2の分周器
14 第1の周波数制御回路
15 第5の分周器
20 電圧制御発振器(VCO2)
21 第3の分周器
22 第2の位相比較器
23 第4の分周器
24 第2の周波数制御回路
25 第6の分周器
Claims (2)
- 60.00Hz又は59.94Hzのフィールド周波数Ffを有する映像信号を処理するための映像信号サンプリングクロックに位相同期した出力クロックを生成する装置であって、
Ffが60.00Hzの映像信号処理用の74.25MHzの周波数を有する前記映像信号サンプリングクロックと、Ffが59.94Hzの映像信号処理用の74.25/1.001MHzの周波数を有する前記映像信号サンプリングクロックとが選択的に供給される入力端子と、
前記入力端子に供給された映像信号サンプリングクロックを所定の分周比で分周する第1の分周器と、
前記74.25MHzの映像信号サンプリングクロックを前記第1の分周器で分周した出力の周波数のn(nは正の整数)倍で且つ前記出力クロックの周波数を1/1000m(mは正の整数)分周した周波数のp(pは正の整数)倍となり、且つ、前記74.25/1.001MHzの映像信号サンプリングクロックを前記第1の分周器で分周した出力の出力周波数のn倍で且つ前記出力クロックの周波数を1/1001m分周した周波数のp倍となる周波数の信号を出力する第1の電圧制御発振器と、
前記第1の電圧制御発振器の出力信号の周波数を1/n分周する第2の分周器と、
前記第1の分周器の出力信号の位相と前記第2の分周器の出力信号の位相を比較して第1の誤差信号を出力する第1の位相比較器と、
前記第1の誤差信号を平滑し、その平滑出力により前記第1の電圧制御発振器の発振周波数を制御する第1の平滑手段と、
前記第1の電圧制御発振器の出力信号を1/p分周する第3の分周器と、
音声処理用クロックの周波数を中心周波数として発振する第2の電圧制御発振器と、
前記第2の電圧制御発振器の出力信号を分周する分周器であって、前記74.25MHzの映像信号サンプリングクロックが供給された場合に1/1000m分周し、前記74.25/1.001MHzの映像信号サンプリングクロックが供給された場合に1/1001m分周する第4の分周器と、
前記第3の分周器の出力信号の位相と前記第4の分周器の出力信号の位相とを比較して第2の誤差信号を出力する第2の位相比較器と、
前記第2の誤差信号を平滑し、その平滑出力を用いて前記第2の電圧制御発振器の発振周波数を制御する第2の平滑手段と、
前記第2の電圧制御発振器の出力信号を所定の分周比で分周して前記出力クロックを生成する第5の分周器とを備えるクロック発生装置。 - 前記入力端子に供給された映像信号サンプリングクロックを所定の分周比で分周して前記60.00Hz又は59.94Hzのフィールド周波数を有するフィールドクロックを出力する第6の分周器とを備えたことを特徴とする請求項1記載のクロック発生装置。
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