JPH03157089A - 色信号処理回路 - Google Patents

色信号処理回路

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JPH03157089A
JPH03157089A JP1296831A JP29683189A JPH03157089A JP H03157089 A JPH03157089 A JP H03157089A JP 1296831 A JP1296831 A JP 1296831A JP 29683189 A JP29683189 A JP 29683189A JP H03157089 A JPH03157089 A JP H03157089A
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] この発明は、ビデオテープレコーダなどによる映像信号
の再生にあたり、位相の変動成分を含む色信号の位相を
補正するように構成された色信号処理回路に関するもの
である。
[従来の技術] 第6図は、例えば日本放送協会線rNHKホームビデオ
技術Jの第83〜第86ページに開示された従来の色信
号処理回路の構成を示すブロック図である。
同図において、(1)は低域色信号の入力端子、(2)
は低域色信号以外の不要成分を除去する低域フィルタ(
以下、LPFと称す)、(3)は低域色信号を元の周波
数に変換する第1の周波数変換器、(4)はこの第1の
周波数変換器(3)の出力信号から不要成分を除去する
第1の帯域フィルタ(以下、第1のBPFと称す)、(
5)は第1のB P F (4)の出力信号からカラー
バースト信号成分を抽出するバースト抜取り回路、(6
)は第1のB P F (4)の出力信号の位相基準と
なる基準信号を発生する基準イ3号発生回路である。
(7)は上記バースト抜取り回路(5)の出力信号と基
準信号発生回路(6)の出力信号との位相比較をおこな
う位相検波器(以下、PDと称す)、(8)はこのF 
D (7)の出力信号によって制御される電圧制御発振
器(以下、VCOと称す)、(9)は上記基準信号発生
回路(6)の出力信号とV CO(8)の出力信号との
掛算をおこなう第2の周波数変換器、(10)はこの第
2の周波数変換器(9)の出力信号から不要成分を除去
する第2のBPF、(11)は色信号の出力端子である
つぎに、上記構成の動作について説明する。
テープの走行むらおよび回転ドラム(図示省略)の回転
むらなどによって発生した周波数変動成分±Δfを含ん
だ低域色信号fL±△fが入力端子(1)を介してL 
P F (2)に供給され、このL P F C2)に
おいて、低域色信号以外の不要周波数成分が除去される
ついで、L P F (2)の出力信号は第1の周波数
変換器(3)に供給されて本来の色信号の搬送周波数f
scに変換される。例えば、NTSC方式の場合、3.
58 MHzの周波数に変換される。この第1の周波数
変換器(3)では、必要な色信号以外に多くの高調波成
分を発生するので、第1のBPF(4)によフて、その
不要成分を除去する。
第1のB P F (4)の出力信号fscは、端子(
11)へ供給されて色信号出力信号となる一方、バース
ト抜取り回路(5)へ供給されて、色信号のうちカラー
バースト信号のみが抜き取られる。
このバースト抜取り回路(5)の出力信号は、NTSC
方式の場合、3.58 MHzの基準信号fscを発生
する基準信号発生回路(6)の出力信号とともにF D
 (7)へ供給されて両者の位相差が検波される。
つぎに、上記P D (7)の出力信号、すなわち、位
相誤差信号は端子(1)に入力された低域色信号fL±
△fと同じ周波数を発生するV CO(8)を制御する
。このV CO(8)の出力信号fL±△fは上記基準
信号発生回路(6)の出力信号fscとともに第2の周
波数変換器(9)へ供給されて両者の掛算をおこなう。
この第2の周波数変換器(9)の出力信号は、fsc+
fL±△fおよびfsc−fL+△fの周波数成分を含
むので、第2のB P F (10)に通過させること
によって、fsc+fL±△fの成分のみを抽出する。
以上のようにして抽出されたfsc+fL±Δf成分は
第1の周波数変換器(3)の搬送波として、この第1の
周波数変換器(3)に供給されて、fscおよびfsc
+2(fL±△f)の周波数成分をもつ信号が出力され
、これが上記LPF(4)に供給されることによってf
sc成分のみが抽出される。
ここで、上記した第1の周波数変換器(3)、第1のB
 P F (4)  バースト抜取り回路(5)   
PD(7)  VCO(8)、基準信号発生回路(6)
、第2の周波数変換器(9)、第2のB P F (1
0)が位相同期ループ(以下、P L L ) (30
0)を構成しており、第1のB P F (4)の出力
信号のカラーバースト信号の位相と基準信号発生回路(
6)の出力信号の位相とが常に同期するように閉ループ
に構成されている。
次に、一般的なPLLの動特性について述べる。
第7図は従来から知られている一般的なPLLのブロッ
ク図を示し、同図において、入力端子(15)を介して
位相検波器(7)にC1(s)(Sニラプラスの演算子
)の位相をもつ信号が供給される。
この位相検波器(7)は、入力信号の位相θi (s)
と後述するV CO(8)の出力信号の位相θ0(S)
との位相比較をおこない、その位相差に応じた電圧を出
力する。ここで、位相検波器(7)の位相差に対する出
力電圧の比、すなわち、変換定数なKdで表わす。
ついで、上記位相検波器(7)の出力信号は多くの高調
波成分を含んでいるので、これを除去し、また閉ループ
を組んだ場合、系の応答を制御するためにループフィル
タ(18) (以下、LPFと称す)へ供給される。
このL P F (16)の伝達関数をF (s)で表
わす。
このL P F (16)の出力信号はv c o (
a)の発振周波数を制御し、このV CO(8)の出力
信号は位相検波器(7)に帰還されて閉ループを構成し
ている。
ここで、上記V CO(8)は入力電圧にしたがりて発
振周波数を制御するが、位相検波器(7)において位相
差を検出するので、V CO(8)の伝達関数は (1
/S)となる、また、入力電圧変化に対する出力周波数
変化の比をKoとすれば、VCO(8)の全体の伝達関
数は (Ko/S)で表わされる。
次に、入力信号の位相θi (s)を変化させた場合の
v c o (a)の出力信号の位相θ0(S)の変化
、すなわち、閉ループの伝達間数H(s)を求めると、
K M Ko −Kd ここで、ωロ (自然角周波数)−(に/τ1)にとす
れば、上記0式は、 となる。
次に、■式のS−jωの関係を代入すれば、となる。こ
こで、L P F (16)の伝達関数F (s)に、
一般に用いられている第8図に示すアクティブフィルタ
の伝達関数 F(s)= (Sで2 +1)/srlここで、τl 
=CR1、τ2−CR2を代入すれば、閉ループの伝達
関数H(s)は、となる。
第9図は、上記レスポンスH(Jω)の絶対値IH(」
ω)1を縦軸に、横軸に(ω/ωn)をとフて示した周
波数応答特性図である。
同図かられかるように、周波数特性はダンピング係数ζ
によって大きく変化するけれども、角周波数ωが自然角
周波数ωnを超えると、つまり、ω/ωnが1.0以上
になると、6  dBloct、のカーブで減衰し、高
い周波数に応答しにくい特性となる。
仮りに、ダンピング係数ζを大きくして周波数特性をの
ばしても系の位相余裕がなくループが不安定となる。
また、誤差率として入力信号の位相θl (s)に対す
るv c o (a)の出力信号の位相θ0(S)の誤
差、すなわち、 を定義すると、■式は、 となり、さらに、■式にS=jωの関係を代入すれば、 1 − H(Jω) ・・・■ となる。
第10図はダンピング係数この値を、一般に使用される
 0.707とした場合の誤差率の絶対値1− H(J
ω)1を縦軸に、横軸に(ω/ωn)をとった場合の周
波数応答特性図を示し、同図より明らかなように、角周
波数ωが自然角周波数ωnの1710程度であれば、つ
まり、(ω/ωn)が0.1程度であると、誤差率は一
40dBでほぼ完全に応答しているが、ωがωnと同じ
値になると、つまり、(ω/ωn)が1.0になると、
誤差率も約−3dBとなり、かなりの誤差が出ることに
なる。
一般の家庭用のVTRにおける自然角周波数ωnは18
00 (rad/s)程度であるので、−30dB以上
の誤差率を確保できる角周波数ωは約360(rad/
s)で、周波数にして約60)1zとなる。
以上のように、P L L (300)を用いてVCO
(8)の出力周波数を入力周波数に追随させようとした
場合、高い周波数の位相変動に対して応答特性が悪化し
、誤差が増加する。その結果として、受像機の画面上の
横びきノイズとなって、色信号のPM成分が悪化する。
[発明が解決しようとする課題] 従来の色信号処理回路は以上のように構成されているの
で、入力信号の速い位相変動に対する応答特性が十分で
なく、その結果、色信号の残留位相誤差成分が受像機の
画面上で色相むらや横びきノイズとなって、色信号の品
質を極端に劣化させるという問題があった。
この発明は上記のような問題点を解消するためになされ
たもので、速い位相変動に対しても十分な応答特性が得
られ、色相むらや横びきノイズなどを抑制することがで
きる色信号処理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] この発明に係る色信号IA埋回路は、色信号の位相の基
¥−信号を発生する基準信号発生回路に、再生色信号の
位相を基準信号の位相に同期させるように動作する閉ル
ープ構成の第1の位相補正回路と、これに直列に接続さ
れる開ループ構成の第2の位相補正回路とを具備させた
ことを特徴とする。
[作用] この発明によれば、閉ループ構成の第1の位相補正回路
によって入力信号の位相変動のうち比較的低い周波数成
分が低減されるとともに、この第1の位相補正回路の出
力信号に含まれるDC成分の残留位相誤差が間ループ構
成の第2の位相補正回路によって補正されるので、広帯
域の位相補正が可能となり、色信号の横びきノイズなど
を大幅に抑圧できる。
[発明の実施例] 以下、この発明の一実施例を図面にもとづいて説明する
第1図はこの発明の一実施例による色信号処理回路の構
成で、VH3などの家庭用VTRへの適用例を示すブロ
ック図であり、同図において、(30)は入力端子で、
この入力端子(30)には、磁気テープの走行むらおよ
び回転ドラムの回転むらなどによって発生した周波数変
動成分上△fを含んだfLなる搬送周波数をもつ第2図
(a)に示す低域色信号が入力される。
(2)は第1のLPFで、この第1のL P F (2
)は上記端子(30)に入力された低域色信号以外の不
要周波数成分を除去する。
(3)は第1の周波数変換器(3)で、上記第1のL 
P F (2)の出力信号を本来の搬送周波数fscを
もつ色信号に変換するもので、例えばNTSC方式の場
合、3.58 M)Izの周波数に変換する。(4)は
第1のBPFで、上記第1の周波数変換器(3)におい
て必要な色信号以外に発生する多くの高調波成分を除去
する。この第1のB P F (4)の出力信号の周波
数スペクトルは第2図(b) に示すようになる。
(31)はくし形フィルタで、上記第1のBPF(4)
の出力信号が供給され、磁気テープ上の隣接トラックか
らのクロストークを除去する。一般に家庭用VTRにお
いては、磁気テープの使用効率を上げるために記録トラ
ック間のすきま、すなわち、ガートバンドのない記録、
再生モードを有している。例えば、VH3方式の長時間
モードのように、トラック1i19μmに対してヘッド
幅25〜30μm程度の磁気ヘッドを用いて記録・再生
をおこなうためにガートバンドを有していない。
このため、家庭用VTRでは隣接するトラックの色信号
搬送周波数を1/2 fH(f)I  :水平周波数)
のオフセットをもってインターリーブするようにしてい
る。したがって、上記のくし形フィルタ(31)を通す
ことによって隣接トラックからのクロストークを効率よ
く除去できる。
また、隣接トラックからのクロストークを含まない色信
号についてはくし形フィルタ(31)を省略してもよい
(5)は第1のB P F (4)の出力信号からカラ
ーバースト信号のみを抽出するバースト抜取り回路、(
6)は3.58 MHzの基準信号fscを発生する基
準信号発生回路、(7)は第1のPDで、上記バースト
抜取り回路(5)の出力信号と基準信号発生回路(6)
の出力信号とが供給されて両者の位相差が検波される。
(32)はループフィルタ、(8)はVCOで、上記第
1のP D (7)の出力信号、すなわち、位相誤差信
号がループフィルタ(32)に人力され、ここで、高周
波成分が除去されたのち、上記端子(30)に入力され
た低域色信号と同じ周波数fL±△fを発生するv c
 o (a)を制御する。
(9)は第2の周波数変換器、(10)は第2のBPF
で、上記v c o (a)の出力信号および基準信号
発生回路(6)の出力信号が第2の周波数変換器(9)
へ供給されて両者の掛算をおこない、この第2の周波数
変換器(9)の出力信号に含まれるfsc+fL±Δf
およびfsc−fL+Δfの周波数成分のうちfsc+
fL±△fの成分のみを第2のB P F (to)に
よって抽出し、この第2のB P F (10)の出力
信号は搬送波として上記第1の周波数変換器(3) に
供給されて、fscおよびfsc+2 (fL±△f)
の周波数成分をもつ信号が出力され、かつ第1のB P
 F (4)によってfsc成分のみが抽出される。
以上の第1の周波数変換器(3)、第1のBPF(4)
   <L形フィルタ(31)、バースト抜取り回路(
5)、第1のF D (7)  ループフィルタ(32
)、VCO(8)、基準信号発生回路(6)、第2の周
波数変換器(9)、第2のB P F (10)により
、第1の位相補正回路(100)が構成されており、上
記バースト抜取り回路(5)の出力信号のカラーバース
ト信号の位相と基準信号発生回路(6)の出力信号の位
相とが常に同期されるように動作する閉ループに構成さ
れ、このような閉ループ構成の第1の位相補正回路(1
0G)によって、端子(30)への入力信号の位相変動
成分のうち比較的低い周波数成分を補正する。
(33)は第2のPDで、上記バースト抜取り回路(5
)の出力信号e (ψ:基準信号との位相差)が供給さ
れて、基準信号発生回路(6)の出力信号と位相比較さ
れ、この第2のP D (33)の出力にはカラーバー
スト信号の位相の正弦成分sinψが得られる。
(34)は第3のPD、(35)は−901穆相器で、
上記バースト抜取り回路(5)の出力信号が第3のP 
D (34)に供給されて、基準信号発生回路(6)の
出力信号の位相を移相器(35)によって−90°移相
した信号と位相比較され、この第3のP D (34)
の出力にはカラーバースト信号の位相の余弦成分cos
ψが得られる。この様子を第3図(a) に示している
(36)は第1のサンプルホールド回路(以下、第1の
S/Hと称す)で、上記第2のP D (33)の出力
信号が供給される。これは位相誤差の検出がカラーバー
スト部分でしかできないため、カラーバースト部分の誤
差電圧をサンプルし1水平期間保持することでカラーバ
ースト信号につづく色信号部分においても適切な誤差電
圧を得るためである。
(37)は第2のLPFで、上記S/H(36)の出カ
イ8号が供給されて不要な高域成分が除去される。
(3a)は第2のS/H,(39)は第、M)LPFで
、上記第3のP D (34)の出力信号が第2のS/
H(38)に供給されてカラーバースト部分の誤差電圧
が保持されたのち、第3のL P F (39)に導か
れて不要な高域成分が除去される。以上の動作により、
くし形フィルタ(31)の出力信号中に含まれる残留位
相誤差の検出をおこなう。
(40)は第1の掛算器で、上記くし形フィルタ(3工
)の出力信号ejl−が供給されて、上記第2のL P
 F (37)の出力信号との積がとられ、この第1の
掛算器(40)の出力信号はe康xsinψとなる。
(41)は広帯域移相器、(42)は第2の掛算器で、
上記くし形フィルタ(31)の出力信号eすが広帯域移
相器(41)によって色信号帯域全域にわたって一90
°穆相されて、その出力信号が−jeJ11″となり、
この出力信号−jeJ袷が第2の掛算器(42)に供給
されて第3のL P F (39)の出力信号との積が
とられ、この第2の掛算器(42)の出力信号は−je
’?xcosψとなる。
(43)は減算回路で、上記第1の掛算器(40)の出
力信号から第2の掛算器(42)の出力信号を減算し、 eJ1″xsinψ+je’rxcosψIφ−・・■
を出力する。
上記0式を変形すると、 e’t(sinψ+jcosψ) w6’y′x j x e−J? =j         ・・・・・・■となる。すなわ
ち、■式はカラーバースト信号の位相と基準信号の位相
の差ψとは無関係に基準信号の位相に対して+90”の
位相にカラーバースト信号の位相が固定されることを表
わしている。
この様子を第3図(b)に示している。
以上説明した第2および第3 P D (33) 、 
(34)−906穆相器(35)、第1および第2のS
/H(3δ)、(38)  第2および第3のL P 
F (37)。
(39)、広帯域穆相器(41)、第1および第2の掛
算器(40) 、 (42) 、減算回路(43)によ
り、第2の位相補正回路(200)が構成されており、
上記第1の位相補正回路(ioo) と異なり間ループ
に構成されている。
つぎに、上記構成の動作のうち、カラーバースト信号の
位相ψに対して±θの位相差をもつ色信号の処理で、そ
の色信号がどのように変化するかについて説明する。
色信号はeJ′’ftθ)で表わすことができる。した
がって、 eJ伊taXSinψ+jeJQt9)×(05ψ! 
eJ(Piθ’  (sinψ+jcosψ)MeJC
昇mxj、−Jψ =j6  j(ψ・土ト給2 t= je J(±θ〕 となり、カラーバースト信号の位相との位相差±θは保
持されていることを示している。
第2の位相補正回路(200)における周波数特性の制
限要素は第1および第2のS / H(3B) 、 (
38)と第2および第3のL P F (37) 、 
(39)であり、第1および第2のS / H(36)
 、 (38)の周波数特性はサンプルした値をそのま
ま保持する零次ホールドの場合、ホールドする時間をT
(本実施例の場合、T=H,H:1水平期間)とすると
、伝達関数G (s)は となる。ここで、S=jωとおいてG(jω)の絶対値
IG(jω)1を求めると、 ωsw  (2yr/T)  +=a2 πf)Iただ
し、fH二水平周波数 となる。
第4図はIG(jω)1の周波数特性を示しており、同
図より、零次ホールド回路が低域通過特性を示すことが
わかる。また、第2および第3のL P F (37)
、(39)は第1および第2のS/H(3B) 、 (
38)の出力信号に含まれるノイズ成分を除去する目的
で挿入されるものであるから、カラーバースト信号の信
号対雑音比、つまり、S/N比の良い場合はしゃ断周波
数を高く設定し、S/N比が悪い場合は、しゃ断周波数
を低く設定する。
一般の家庭用VTRの場合では、しゃ断周波数を約1 
にHzに設定する。第1および第2のS/H(36) 
、 (38)のしゃ断周波数は約5 にHzであるから
、応答特性はほぼ第2および第3のLPF(37) 、
 (39)で決定される。
以上の操作によって、第1の位相補正回路(100)の
出力信号に含まれる残留位相変動成分が第2の位相補正
回路(200)により、はぼ完全に除去される。
以上のように、上記実施例によれば、入力色信号の比較
的低い周波数の位相変動については第1の位相補正回路
(100)による閉ループ制御によって低減し、この閉
ループ制御で除去できなかフた残留位相誤差成分を閉ル
ープ制御系と共通の基準信号をもった第2の位相補正回
路(200)による間ループ制御によって補正すること
により、開ループ制御範囲を狭くでき、したがって、開
ループ系の欠点であるドリフトによる制御特性変化を抑
えることができるとともに、間ループ制御の応答特性に
制限は加わらない。
なお、上記実施例における間ループ制御系である第2の
位相補正回路(’200 )の構成については、開ルー
プ構成であればどのようなものでもよい。
第5図は第2の位相補正回路(200)の他の構成例を
示すブロック図である。
第5図において、(50)は第1の位相補正回路(10
0)の出力信号が人力される端子、(51)は第2のバ
ースト抜取り回路、(52)は可変遅延線で、第2のバ
ースト抜取り回路(51)は入力色信号中のカラーバー
スト信号を抽出し、その出力信号が第4のP D (5
3)へ供給される。この第4のP D (53)ではカ
ラーバースト信号と端子(54)から入力される基準信
号との位相を比較して、その位相差にしたがった電圧を
出力する。
(55)は第3のS / H、(58)は第4のLPF
で、第4のP D (53)の出力信号は第3のS/H
(55)で1水平期間だけカラーバースト部分の電位が
保持されたのち、第4のL P F (561により不
要な高域成分が除去される。この第4のL P F (
56)の出力信号は、電圧を変化させることで遅延量の
変化する上記可変遅延線(52)を制御し、この可変遅
延線(52)の出力信号として位相変動の除去された色
信号が得られる。
以上のような第5図の構成によっても、上記実施例で示
す第2の位相補正回路(200)とほぼ同等の効果が得
られる。
また、上記実施例において、第1〜第3のS / H(
38) 、 (38) 、 (55)についてはサンプ
ルした電圧を1水平期間保持する零次ホールド回路とし
たが、ホールド回路の次数は何次でもよく、サンプル値
間を直線で結ぶような一次ホールド回路を使用すれば、
さらに応答特性を良くすることができる。
[発明の効果] 以上のように、この発明によれば、出力色信号のカラー
バースト信号位相を基準信号に合致させるような閉ルー
プ構成の第1の位相補正回路によって低周波の位相変動
成分を低減するとともに、この閉ループ構成の第1の位
相補正回路で除去できなかった残留位相誤差成分を第1
の位相補正回路と共通の基準信号をもった開ループ構成
の第2の位相補正回路により補正するように構成したの
で、間ループ構成の第2の位相補正回路の応答特性を制
限することなく、間ループ系の補正範囲を狭くすること
ができる。したがフて、速い位相変動の入力信号に対し
ても十分な応答特性を発揮させて、広帯域の位相補正を
安定よくおこなうことができ、色相むらや色信号の横び
きノイズなどを大幅に抑圧できる効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の一実施例による色信号処理回路の構
成を示すブロック図、第2図は実施例における色信号の
周波数スペクトルを示す図、第3図は実施例における位
相補正過程を示す図、第4図は実施例における零次ホー
ルド回路の周波数特性図、第5図はこの発明の他の実施
例による第2の位相補正回路の構成を示すブロック図、
第6図は従来の色信号処理回路の構成を示すブロック図
、第7図は従来例におけるPLLのブロック図、第8図
は従来例におけるPLLのループフィルタを示す模式図
、東9図はPLLの周波数応答特性図、第10図はPL
Lの誤差率を示す特性図である。 (6)・・・基準信号発生回路、(100)・・・第1
の位相補正回路%(200)・・・第2の位相補正回路
。 なお、図中の同一符号は同一 または相当部分を示す。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)色信号の位相の基準となる信号を発生する基準信
    号発生回路と、FM変調輝度信号の低周波域に変換され
    て記録されている再生色信号をもとの搬送周波数に変換
    するとともに再生色信号の位相を上記基準信号発生回路
    の出力信号の位相に同期させるように動作する閉ループ
    構成の第1の位相補正回路と、この第1の位相補正回路
    に直列に接続され上記基準信号発生回路の出力信号の位
    相に同期させるように動作する開ループ構成の第2の位
    相補正回路とを具備したことを特徴とする色信号処理回
    路。
JP1296831A 1989-11-02 1989-11-14 色信号処理回路 Expired - Lifetime JPH0724431B2 (ja)

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