JP4757690B2 - PLL system and in-vehicle television system - Google Patents
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Description
本発明は、車載用テレビジョンの高逓倍型PLL(phase−locked loop;位相ロックループ)回路、特に仮想同期信号生成回路を備える高逓倍型PLL回路に関する。 The present invention relates to a high-multiplication PLL (phase-locked loop) circuit for a vehicle-mounted television, and more particularly to a high-multiplication PLL circuit including a virtual synchronization signal generation circuit.
一般に車載用テレビジョンシステムは、入力水平同期信号と、液晶パネルの水平周期に合わせて作出される内部水平同期とを位相比較して、クロック生成するPLL回路を備えている。 In general, an in-vehicle television system includes a PLL circuit that generates a clock by comparing the phase of an input horizontal synchronization signal with an internal horizontal synchronization generated in accordance with the horizontal period of a liquid crystal panel.
上記のクロックは、全システムを液晶パネルの描画クロックに合わせ込むために、特に、ナビゲーションなどのRGB信号を1画素1クロックで表示させるために使用する。ナビゲーション画面は通常、ビットマップのように1画素ごとに信号を配置して、1フレームの画面(例えば、地図画面やメニュー画面)を構成する。そのために、映像信号のサンプリングと液晶パネルに書き込む信号データとを1対1にすると、水平単位での映像補間(水平リサイズ)が無いことになり、これによりジッタの無い映像が表示される。 The above clock is used to synchronize the entire system with the drawing clock of the liquid crystal panel, and in particular, to display RGB signals such as navigation with one pixel per clock. The navigation screen usually constitutes a one-frame screen (for example, a map screen or a menu screen) by arranging signals for each pixel like a bitmap. Therefore, if the sampling of the video signal and the signal data to be written to the liquid crystal panel are set to 1: 1, there is no video interpolation (horizontal resizing) in horizontal units, thereby displaying a video without jitter.
図6は、従来の車載用テレビジョンシステムにおける、水平同期信号を入力信号とするPLL回路の概略の構成図である。図6に示すように、PLL回路は、位相比較器8、ループフィルタ(ローパスフィルタ)10、VCO(Voltage Controlled Oscillator;電圧制御発振器)12、及び分周器14から構成される。該PLL回路は、水平同期信号6を入力してクロックを出力する。
FIG. 6 is a schematic configuration diagram of a PLL circuit using a horizontal synchronization signal as an input signal in a conventional in-vehicle television system. As shown in FIG. 6, the PLL circuit includes a
図7は、従来の車載用テレビジョンシステムにおけるPLL回路に対して入力信号が正しく入力される場合のクロック出力の例(図7(1))と、入力信号が入力されない場合(無信号である場合)のクロック出力の例(図7(2))である。入力信号が正しく発生している場合には、PLL回路によりクロック出力が正しく発生する。 FIG. 7 shows an example of the clock output when the input signal is correctly input to the PLL circuit in the conventional in-vehicle television system (FIG. 7 (1)) and the case where the input signal is not input (no signal). This is an example of the clock output (FIG. 7B). When the input signal is correctly generated, the clock output is correctly generated by the PLL circuit.
ところが、図7(2)に示すように入力信号が無信号である場合、クロック出力において望ましい周波数が得られないことがある。つまり、(図示しない部位も含めて)PLL回路の構成により、出力されるクロックの周波数が高くなったり、低くなったりしてしまう。 However, when the input signal is no signal as shown in FIG. 7B, a desired frequency may not be obtained in the clock output. That is, the frequency of the output clock is increased or decreased depending on the configuration of the PLL circuit (including a portion not shown).
特に、車載用テレビジョンの場合、走行中の受信波の弱電界により、映像信号の振幅が下がることが多い。その場合、上記のように水平同期信号が無信号にほぼ等しい状態になるのであるが、その際もPLL回路の出力が不安定になってしまうのである。 In particular, in the case of an in-vehicle television, the amplitude of a video signal often decreases due to a weak electric field of a received wave while traveling. In that case, as described above, the horizontal synchronization signal becomes almost equal to no signal, but the output of the PLL circuit also becomes unstable at that time.
特に、車載用テレビジョンシステムの場合、車載機器特有のエンジンノイズなどで、稀に想定外のところに水平同期のようなパルスが生じてしまうことがある。また、最近の車載機器は各ユニットと車内LANで通信しており、そのため映像切替の信号要求を受けてから反映させるまでに僅かながら以前より時間が掛かることがある。そのような場合、信号要求の受信から反映までの間、入力水平同期信号が無信号状態になってしまうことが多い。 In particular, in the case of an in-vehicle television system, a pulse such as horizontal synchronization may occur in an unexpected place rarely due to engine noise or the like peculiar to in-vehicle equipment. Also, recent in-vehicle devices communicate with each unit via an in-vehicle LAN, and therefore it may take a little longer than before to receive the video switching signal request and reflect it. In such a case, the input horizontal synchronization signal is often in a no-signal state from reception to reflection of the signal request.
なお、特許文献1は、アナログビデオ信号をA/D変換して記録するディジタル方式の磁気記録再生装置であって、入力信号に応じて最適なA/D変換用のサンプリングクロックを生成する方法及びそれを用いた磁気記録再生装置を開示している。
本発明は、無信号状態及び無信号にほぼ等しい状態でも、水平同期信号によるクロックを適正に形成する車載用テレビジョンを形成することを目的とする。 An object of the present invention is to form an in-vehicle television that properly forms a clock by a horizontal synchronizing signal even in a no-signal state and a state substantially equal to no-signal.
本発明は、上記の目的を達成するために為されたものである。本発明に係る請求項1に記載のPLLシステムは、
入力水平同期信号についての1垂直期間の水平同期信号数を実測する第1のカウンタ回路と、
入力水平同期信号についての1水平周期のクロック数を実測する第2のカウンタ回路と、
前記第1のカウンタ回路により実測された前記水平同期信号数と基準値との比較により異常信号を判別する比較回路と、
前記比較回路が異常信号であると判別する場合には、前記第2のカウンタ回路により実測された1水平周期のクロック数が水平基準周期に係る周波数より小さいときは、前記第2のカウンタ回路により実測された1水平周期のクロック数に対して補正データの加算を連続して水平基準周期に近づけつつ仮想水平同期信号として出力し、前記第2のカウンタ回路により実測された1水平周期のクロック数が水平基準周期に係る周波数より小さくないときは、前記第2のカウンタ回路により実測された1水平周期のクロック数に対して補正データの減算を連続して水平基準周期に近づけつつ仮想水平同期信号として出力し、前記比較回路が異常信号であると判別しない場合には、入力水平同期信号を出力する仮想同期信号生成回路と、
前記仮想同期信号生成回路の出力に基づいてクロック信号を生成するPLL回路と、
を有するPLLシステムである。
The present invention has been made to achieve the above object. The PLL system according to
A first counter circuit for actually measuring the number of horizontal synchronization signals in one vertical period for the input horizontal synchronization signal ;
A second counter circuit for actually measuring the number of clocks in one horizontal period for the input horizontal synchronization signal;
A comparator circuit for determining an abnormality signal by comparison with the first of said horizontal synchronizing signal number which is actually measured by the counter circuit and the reference value,
When it is determined that the comparison circuit is an abnormal signal, when the number of clocks in one horizontal period measured by the second counter circuit is smaller than the frequency related to the horizontal reference period, the second counter circuit Addition of correction data to the actually measured number of clocks in one horizontal period is output as a virtual horizontal synchronization signal while continuously approaching the horizontal reference period, and the number of clocks in one horizontal period measured by the second counter circuit Is not smaller than the frequency related to the horizontal reference period, the virtual horizontal synchronization signal is obtained by continuously subtracting the correction data from the number of clocks of one horizontal period actually measured by the second counter circuit and approaching the horizontal reference period. If the comparison circuit does not determine that it is an abnormal signal, a virtual synchronization signal generation circuit that outputs an input horizontal synchronization signal;
A PLL circuit that generates a clock signal based on the output of the virtual synchronization signal generation circuit;
Is a PLL system .
本発明に係る請求項2に記載の車載用テレビジョンシステムは、
請求項1に記載のPLLシステムを搭載する車載用テレビジョンシステムである。
The in- vehicle television system according to
An in-vehicle television system equipped with the PLL system according to
本発明を利用することにより、車載用テレビジョンシステムにおいて、無信号状態及び無信号にほぼ等しい状態でも、水平同期信号によるクロックを適正に形成できるようになる。 By utilizing the present invention, in a vehicle-mounted television system, a clock based on a horizontal synchronization signal can be properly formed even in a no-signal state and a state substantially equal to no-signal.
以下、図面を参照して本発明に係る好適な実施形態を説明する。 DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments according to the invention will be described with reference to the drawings.
[第1の実施形態]
図1は、本発明の第1の実施形態に係る車載用テレビジョンシステムにおける、水平同期信号を入力信号とするPLL回路の概略の構成図である。図1に示すPLL回路は、図6に示すPLL回路と同様に、位相比較器8、ループフィルタ(ローパスフィルタ)10、VCO12、及び分周器14を含む。更に、図1に示すPLL回路は、回路の頭部分に仮想同期信号生成回路2を設けている。仮想同期信号生成回路2は、入力水平同期信号6が異常信号であるとき、仮想水平同期信号4を形成して出力する。図1に示す切替器18は、入力水平同期信号6における異常の有無により、切り替えられる。
[First Embodiment]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a PLL circuit using a horizontal synchronization signal as an input signal in the in-vehicle television system according to the first embodiment of the present invention. The PLL circuit shown in FIG. 1 includes a
図2は、本発明の第1の実施形態に係る車載用テレビジョンシステムにおける、PLL回路に対して入力信号が正しく入力される場合のクロック出力の例(図2(1))と、入力信号が入力されない場合(無信号である場合)のクロック出力の例(図2(2))である。入力信号が正しく発生している場合(図2(1))には、切替器18により水平同期信号6そのものが入力信号となり、PLL回路はクロック出力を正しく発生する。
FIG. 2 shows an example of a clock output (FIG. 2 (1)) when the input signal is correctly input to the PLL circuit and the input signal in the in-vehicle television system according to the first embodiment of the present invention. Is an example of the clock output when no signal is input (when there is no signal) (FIG. 2 (2)). When the input signal is correctly generated (FIG. 2 (1)), the horizontal
一方、入力信号が異常信号である(例えば、無信号である)場合(図2(2))には、切替器18により仮想水平同期信号4が入力信号となる。仮想水平同期信号4は、後述のように安定した信号であるから、このときPLL回路はクロック出力を安定して出力する。入力水平同期信号6における異常の有無の判定、及び仮想水平同期信号4の生成回路については、後述する。
On the other hand, when the input signal is an abnormal signal (for example, no signal) ((2) in FIG. 2), the virtual horizontal synchronizing signal 4 becomes an input signal by the
図3は、本発明の第1の実施形態に係る車載用テレビジョンシステムにおけるPLL回路の頭部分に設置される仮想同期信号生成回路2の詳細な回路構成図である。図4は、同じ仮想同期信号生成回路2の動作に着目した構成図である。まず、図4に基づいて仮想同期信号生成回路2の動作を説明する。
FIG. 3 is a detailed circuit configuration diagram of the virtual synchronization
仮想同期信号生成回路2では、まず、入力水平同期信号を受けて、1垂直期間の水平ライン数を計測し、正常信号か異常信号かを判断する(S01)。正常信号であれば、入力水平同期信号はそのまま出力水平同期信号となる。異常信号であれば、S02以下の回路動作により仮想水平同期信号を生成して、出力水平同期信号とする。
The virtual synchronization
仮想水平同期信号の生成では、まず、入力信号における1水平周期期間のクロック数を計測して水平クロック数データを取得する(S02)。取得した水平クロック数を、水平基準周期と比較して水平クロック数が水平基準周期より多いか少ないか区分する(S03)。 In the generation of the virtual horizontal synchronization signal, first, the number of clocks in one horizontal cycle period in the input signal is measured to obtain horizontal clock number data (S02). The acquired number of horizontal clocks is compared with the horizontal reference period to classify whether the number of horizontal clocks is greater or less than the horizontal reference period (S03).
多いと区分されるときは、水平基準周期になるまで「補正データ」を徐々に減算していく(S04)。「補正データ」はレジスタ設定された一定の値であり、仮想水平同期信号の周期を水平基準周期に近づける際の漸減値(漸増値)である。一方、少ないと区分されるときは、水平基準周期になるまで「補正データ」を徐々に加算していく(S05)。このように、仮想水平同期信号の周期を徐々に水平基準周期に近づけるのは、VCO12を安定させるためである。このことについては、後で説明する。
When it is classified as large, “correction data” is gradually subtracted until the horizontal reference period is reached (S04). “Correction data” is a constant value set in the register, and is a gradually decreasing value (gradually increasing value) when the cycle of the virtual horizontal synchronizing signal is brought close to the horizontal reference cycle. On the other hand, when it is classified as small, “correction data” is gradually added until the horizontal reference period is reached (S05). Thus, the reason why the cycle of the virtual horizontal synchronizing signal is gradually brought closer to the horizontal reference cycle is to stabilize the
S04、S05の、徐々に変動される「仮想水平同期信号の周期」データに基づいてカウンタリセット信号を形成する。そのカウンタリセット信号をリセット信号とし、システムクロックをカウントアップ信号とするカウンタ回路により仮想水平周期をカウントする(S06)。 A counter reset signal is formed based on the gradually changing “cycle of virtual horizontal synchronization signal” data in S04 and S05. The counter horizontal signal is counted by a counter circuit using the counter reset signal as a reset signal and the system clock as a count-up signal (S06).
上記カウンタ回路のカウント値と水平基準周期とを比較し、仮想水平周期信号を形成する(S07)。図4では、水平基準周期の1/16を基準周期としている。なお、NTSC信号の場合、1水平周期63.5μs(PAL&SECAMでは1水平周期64.0μs)であるため、水平基準周期の[1/16]で約4μs(水平同期信号幅)のデータとなる。 The count value of the counter circuit is compared with the horizontal reference period to form a virtual horizontal period signal (S07). In FIG. 4, 1/16 of the horizontal reference period is set as the reference period. In the case of an NTSC signal, since one horizontal period is 63.5 μs (one horizontal period is 64.0 μs in PAL & SECAM), data is about 4 μs (horizontal synchronization signal width) at [1/16] of the horizontal reference period.
次に、図3に示す仮想同期信号生成回路2の回路構成図により、仮想同期信号生成回路2の構成を説明する。
Next, the configuration of the virtual synchronization
垂直基準周期24と異常信号判定ライン数22とから、「1垂直期間の水平ライン数」に関する正常信号最大値と正常信号最小値が求められる。入力水平同期信号6は、垂直同期信号開始フラグ26によりリセット信号を与えられて、カウンタ回路30で1垂直期間の水平ライン数がカウントされ、「1垂直期間の水平ライン数」(垂直ライン数)データが取得される。「1垂直期間の水平ライン数」(垂直ライン数)と、上記の正常信号最大値及び正常信号最小値とが比較され、以下の判定式1のいずれかを満たせば異常判定となり、満たさなければ正常判定となる。異常判定時には異常判定フラグが「1」となり、正常判定時には異常判定フラグが「0」となる。
[判定式1]
「1垂直期間の水平ライン数」(垂直ライン数)>正常信号最大値
「1垂直期間の水平ライン数」(垂直ライン数)<正常信号最小値
From the vertical reference period 24 and the
[Judgment formula 1]
“Number of horizontal lines in one vertical period” (number of vertical lines)> normal signal maximum value “Number of horizontal lines in one vertical period” (number of vertical lines) <Minimum normal signal value
まず、異常判定=「0」であれば、切替器18により、入力水平信号6がそのまま出力される。異常判定=「1」であれば、以下のように形成される仮想水平周期信号が出力される。
First, if abnormality determination = “0”, the
入力水平同期信号6から開始フラグを導出し(28)、それをリセット信号としてカウンタ回路44により水平クロック数データを取得する(46)。取得された水平クロック数データ(28)が、水平基準周期50より多いか少ないか区分する(52)。多ければ切替器66は、図3のほぼ中央部の仮想水平同期信号リセット信号生成部位の下部分βで生成されるリセット信号を選択する。少なければ切替器66は、図3のほぼ中央部の仮想水平同期信号リセット信号生成部位の上部分αで生成されるリセット信号を選択する。
A start flag is derived from the input horizontal synchronization signal 6 (28), and is used as a reset signal to acquire horizontal clock number data by the counter circuit 44 (46). Whether the acquired horizontal clock number data (28) is larger or smaller than the
図3のほぼ中央部の仮想水平同期信号リセット信号生成部位の下部分βでは、切替器58により水平クロック数データを取り込み、補正データ分だけ水平クロック数データを減ずる。その減ぜられた水平クロック数データを基にリセット信号が形成され、カウンタ回路68に入力されて仮想水平同期信号が生成される(70)。一方、補正データ分減ぜられた水平クロック数データは、データ比較部74で水平基準周期50と比較され差異あれば再び補正データにより(減算)補正される。そして、水平クロック数データは、水平基準周期50と差異がある限り、更に、補正データにより(減算)補正され続ける。即ち、水平クロック数データは、徐々に減ぜられつつ、仮想水平同期信号のリセット信号の基となる。また、切替器60は、異常判定フラグが「正常」から「異常」となったときにデータ更新される切替器である。
In the lower part β of the virtual horizontal synchronizing signal reset signal generation portion at the substantially central portion in FIG. 3, the horizontal clock number data is taken in by the
同様に、図3ほぼ中央部の仮想水平同期信号リセット信号生成部位の上部分αでは、切替器60により水平クロック数データを取り込み、補正データ分だけ水平クロック数データを増す。その増された水平クロック数データを基にリセット信号が形成され、カウンタ回路68に入力されて仮想水平同期信号が生成される(70)。一方、補正データ分増された水平クロック数データは、データ比較部74で水平基準周期50と比較され差異あれば再び補正データにより(加算)補正される。そして、水平クロック数データは、水平基準周期50と差異がある限り、更に、補正データにより(加算)補正され続ける。即ち、水平クロック数データは、徐々に増されつつ、仮想水平同期信号のリセット信号の基となる。また、切替器58も、異常判定フラグが「正常」から「異常」となったときにデータ更新される切替器である。
Similarly, in the upper part α of the virtual horizontal synchronization signal reset signal generation part in the substantially central part of FIG. 3, the horizontal clock number data is taken in by the
上記のように仮想水平同期信号生成部70で生成される信号が、目標周期(周波数)のものになれば、水平基準周期からの信号を仮想水平同期信号として出力する。
As described above, when the signal generated by the virtual horizontal synchronization
なお、リセットパルス生成部38は、入力水平同期信号に立ち上がりリッジが欠けるときに強制的にリセットパルスを生成する回路である。 The reset pulse generator 38 is a circuit that forcibly generates a reset pulse when the input horizontal synchronization signal lacks a rising ridge.
図5は、本発明の第1の実施形態に係る車載用テレビジョンシステムにおけるPLL回路とその頭部分に設置される仮想同期信号生成回路2の回路構成図(図5(1))と、上記仮想同期信号生成回路2により生成される仮想水平同期信号の例(図5(2))である。上述したように、生成される仮想水平同期信号では、異常信号開始時(切替時)から周波数が徐々に目標のものに近づけられる。図5(2)では、点線によりその様子を示す。この仮想水平同期信号と位相基準信号を比較して、PLL回路はクロック出力している。
FIG. 5 is a circuit configuration diagram (FIG. 5 (1)) of the PLL circuit and the virtual synchronization
仮想水平同期信号の周波数が徐々に変化されるのは次の理由による。仮想水平同期信号を急激に目標周波数にする、即ち、発振周波数を急激に動かすと、ループフィルタ10で発振現象が発生し、VCO12が不安定になってしまう。そうすると、発振現象が収束するまで出力クロック周波数が不安定になってしまう(図5(2)太点線参照)。このような現象を回避するため、周波数を徐々に変化させるのが好ましい。
The frequency of the virtual horizontal synchronizing signal is gradually changed for the following reason. When the virtual horizontal synchronizing signal is suddenly set to the target frequency, that is, when the oscillation frequency is rapidly moved, an oscillation phenomenon occurs in the
以上のような仮想同期信号生成回路2を備えるPLL回路を利用すれば、無信号状態及び無信号にほぼ等しい状態でも、水平同期信号によるクロックを適正に形成する車載用テレビジョンを形成できる。
By using a PLL circuit including the virtual synchronization
[その他の実施形態]
本発明は上記第1の実施形態に限定されるものではない。例えば、異常信号の判定において、1垂直期間の水平ライン数を利用しているが、他の値(例えば、信号の変動幅)を用いるようにしてもよい。
[Other Embodiments]
The present invention is not limited to the first embodiment. For example, in the determination of the abnormal signal, the number of horizontal lines in one vertical period is used, but other values (for example, the fluctuation range of the signal) may be used.
2・・・仮想同期信号生成回路、8・・・位相比較器、10・・・ループフィルタ、12・・・VCO(電圧制御発振器)、14・・・分周器。 2 ... virtual synchronization signal generation circuit, 8 ... phase comparator, 10 ... loop filter, 12 ... VCO (voltage controlled oscillator), 14 ... frequency divider.
Claims (2)
入力水平同期信号についての1水平周期のクロック数を実測する第2のカウンタ回路と、
前記第1のカウンタ回路により実測された前記水平同期信号数と基準値との比較により異常信号を判別する比較回路と、
前記比較回路が異常信号であると判別する場合には、前記第2のカウンタ回路により実測された1水平周期のクロック数が水平基準周期に係る周波数より小さいときは、前記第2のカウンタ回路により実測された1水平周期のクロック数に対して補正データの加算を連続して水平基準周期に近づけつつ仮想水平同期信号として出力し、前記第2のカウンタ回路により実測された1水平周期のクロック数が水平基準周期に係る周波数より小さくないときは、前記第2のカウンタ回路により実測された1水平周期のクロック数に対して補正データの減算を連続して水平基準周期に近づけつつ仮想水平同期信号として出力し、前記比較回路が異常信号であると判別しない場合には、入力水平同期信号を出力する仮想同期信号生成回路と、
前記仮想同期信号生成回路の出力に基づいてクロック信号を生成するPLL回路と、
を有するPLLシステム。 A first counter circuit for actually measuring the number of horizontal synchronization signals in one vertical period for the input horizontal synchronization signal ;
A second counter circuit for actually measuring the number of clocks in one horizontal period for the input horizontal synchronization signal;
A comparator circuit for determining an abnormality signal by comparison with the first of said horizontal synchronizing signal number which is actually measured by the counter circuit and the reference value,
When it is determined that the comparison circuit is an abnormal signal, when the number of clocks in one horizontal period measured by the second counter circuit is smaller than the frequency related to the horizontal reference period, the second counter circuit Addition of correction data to the actually measured number of clocks in one horizontal period is output as a virtual horizontal synchronization signal while continuously approaching the horizontal reference period, and the number of clocks in one horizontal period measured by the second counter circuit Is not smaller than the frequency related to the horizontal reference period, the virtual horizontal synchronization signal is obtained by continuously subtracting the correction data from the number of clocks of one horizontal period actually measured by the second counter circuit and approaching the horizontal reference period. If the comparison circuit does not determine that it is an abnormal signal, a virtual synchronization signal generation circuit that outputs an input horizontal synchronization signal;
A PLL circuit that generates a clock signal based on the output of the virtual synchronization signal generation circuit;
A PLL system.
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