JPH07221634A - クロックの同期化 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 テレテキストデータをサンプルするために使
用されるクロック信号の位相をテレテキストデータライ
ンと最適な位相関係を持つように正確に調整できるクロ
ック同期化回路を提供する。 【構成】 ＸＯＲゲート９の一方の入力としてテレテキ
スト信号を供給し、その他方の入力としてこのテレテキ
スト信号の１／２の周波数のクロック信号を供給する。
ＸＯＲゲートからの出力を一定数のテレテキスト信号サ
イクルでアキュムレータ１０に供給し、このアキュムレ
ータで累積された値をクロック発生器４に供給する。こ
の累積値は、テレテキスト信号の位相に関してテレテキ
スト信号をサンプルするために使用されるべき信号の位
相を変更するために使用される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明はクロック信号の同期
化、特にテレテキスト或いはプログラム送達制御（ＰＤ
Ｃ）デコーディング（復号化）システムにおけるクロッ
ク信号の同期化に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】テレテキスト或いはプログラム送達制御
（ＰＤＣ）デコーディングシステムはディジタルデータ
をテレビジョン信号とともに送信することによって動作
する。ディジタルデータはテレビジョン信号によって搬
送される画像情報のライン間で伝送される。データは固
定のクロックレート（一般には６．９３７５ＭＨｚ）で
一連のディジタルデータラインとして送られ、これらデ
ータラインは画像信号ライン間にはさみ込まれる。デー
タは、テレビジョン信号からディジタルデータを抽出す
るために、同じ周波数でクロック同期されたデータデコ
ーダによってサンプルされる。これらシステムが持つ問
題は、データクロックレートがテレビジョン信号の任意
の部分と同相でリンク（連結）されず、その結果、各テ
レビジョンにおけるデータデコーダによって使用される
クロック信号それ自体を受信したデータ信号と同期させ
なければならないということである。

【０００３】ＰＤＣは特殊化した形式のテレテキストで
あり、テレテキストデータが、ビデオレコーダ（ビデオ
記録再生装置）を制御するために、プログラムの開始及
び停止を指示する「ラベル」を含むものである。

【０００４】この同期化を可能にするために、各データ
ラインは１と０が交互する８ビットよりなるクロック
「ラン・イン」で始まり、データレコーダはこのクロッ
ク「ラン・イン」を認識することができ、かつテレテキ
ストデータラインと最適の位相関係を持つようにデータ
ラインをサンプルするために、使用されるべきクロック
信号の位相を調整することができなければならない。テ
レテキストのクロック同期化に対する既知のシステムは
到来するラン・イン信号のエッジを計数することによっ
て動作し、４ビットの後で次のエッジを見つけ出し、テ
レテキストデータに関してテレテキストデコーダによっ
て使用されるべきサンプリング位相がこのエッジに続く
２つの６．９３７５ＭＨｚのクロックサイクルを開始さ
せるときに取られる。この位相はテレテキストデータの
全ラインをサンプリングするために使用される。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】この技術は必ずしも信
頼できるものではない。何故ならば、この技術は完全で
ある第５番目のビットの前縁に全く依存し、かつこの単
一のエッジが受信される品質及び精度がテレテキストデ
ータの全ラインに対するデータサンプリングの有効性を
決定するからである。何等かのノイズ又は干渉又はサン
プリングエラーがこの第５番目のエッジを劣化させる
と、テレテキストデータの全ラインが失われる可能性が
あり、結果としてこのタイプのシステムは干渉及びノイ
ズに非常に敏感である。従って、テレテキストデータの
クロックレート及びテレテキストデコーダのクロックの
相対位相が正確なサンプリングに対して最適であるよう
に調整できないことが全くあり得る。

【０００６】このシステムの持つ他の問題は、それが等
しいマーク対スペース比を有する信号についてのみ動作
可能であるということであり、結果として、初めのクロ
ックラン・イン信号に基づく位相調整を遂行することだ
けが可能であり、実際のテレテキストデータの受信中は
クロック位相を調整するのに使用できないということで
ある。何故ならば、テレテキストデータは可変のマーク
対スペース比を有するからである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】この発明はこれらエラー
を、少なくとも一部分、克服するクロック同期化システ
ムを提供しようとするものである。

【０００８】この発明は、データ信号が１つの入力とし
て供給され、このデータ信号周波数の１／２の周波数の
第１のクロック信号が他方の入力として供給される排他
的ＯＲゲートと、アキュムレータと、クロック発生器と
を具備し、前記排他的ＯＲゲートの出力が一定数のデー
タ信号サイクルにわたって前記アキュムレータに供給さ
れ、その結果前記アキュムレータが前記データ信号及び
第１のクロック信号の相対位相に関係した数を発生し、
この数が前記クロック発生器に供給され、前記クロック
発生器が前記数に依存して前記データ信号のサンプリン
グをクロック同期するために使用される、前記データ信
号周波数の第２のクロック信号の位相を調整するクロッ
ク位相同期化回路を提供する。

【０００９】

【作用及び実施例】以下、この発明の実施例について、
同様の部分が全図を通じて同じ参照番号を有する添付図
面を参照して詳細に説明する。図１を参照すると、テレ
テキストクロック同期化回路１が示されている。この回
路はＰＤＣシステムにも等しく適用することができるで
あろう。回路１には、ライン２を通じて入力ビデオ信号
が供給され、かつライン３を通じてローカルクロックか
らの１１１ＭＨｚのクロック信号が供給される。このビ
デオ信号はディジタル信号を発生するためにデータスラ
イサにおいてスライスされたアナログビデオ信号であ
る。データスライサは１ビットのアナログ−ディジタル
（Ａ−Ｄ）変換器である。１１１ＭＨｚクロック信号は
ライン３によってクロック発生器４に供給される。この
クロック発生器４はクロック信号を分周して５５．５Ｍ
Ｈｚのクロック信号をライン５に、また、６．９３７５
ＭＨｚの出力信号をライン６に、そして３．４６８７５
ＭＨｚのクロック信号をライン７に、それぞれ発生す
る。１１１ＭＨｚ信号は１／２に分周されて５５．５Ｍ
Ｈｚの信号を発生し、また、１／１６に分周されて６．
９３７５ＭＨｚの信号を発生する。６．９３７５ＭＨｚ
信号はその後１／２に分周されて３．４６８７５ＭＨｚ
の信号を発生し、その結果、６．９３７５ＭＨｚ信号及
び３．４６８７５ＭＨｚ信号は固定の位相関係を有す
る。ライン６の６．９３７５ＭＨｚ信号は、テレテキス
トデコーダが到来するテレテキストデータを読み取ると
きにテレテキストデコーダをクロック同期するために使
用される出力クロック信号であり、これは３２の位相の
任意の１つの位相を有し得る。何故ならば、この６．９
３７５ＭＨｚ信号は、それが導出される１１１ＭＨｚク
ロック信号の３２の立ち上がり及び立ち下がりエッジの
任意のものに基づいている可能性があるからである。

【００１０】テレテキストデータラインのクロックラン
・イン部分は、各テレビジョン信号ラインにおけるその
時間位置がテレビジョンライン同期化パルスに関して定
められているので、容易に検出することができる。この
タイミングは、クロックラン・インが容易に見つけ出さ
れることを可能にするのには十分な精度であるが、しか
し、クロックラン・イン及びテレテキストデータの正確
な位相がテレビジョンライン同期化パルスから予測され
ることを可能にするほど正確ではない。クロックラン・
インは通常、８ビットを持つと言われているけれど、実
際には、クロックラン・インは１２〜１６ビットからな
る。何故ならば、クロックラン・インの最初の数ビット
はクロック同期化の基準として安全には使用できないか
ら、これら最初の数ビットは、クロックラン・インが最
小の１２ビットのシステムにおいて伝送された位相及び
振幅が信頼できる８ビットを、送逹し始めようとしてい
るという信号として単に使用されるだけであるからであ
る。また、あるシステムではこれら８ビットの後でさら
に４ビットまでのビットが存在することもある。

【００１１】クロックラン・インの最初の数ビットが検
出されると、アナログビデオ入力信号はライン２を通じ
てクロック同期化システム１に供給される。このライン
２を通じてのアナログビデオ入力はライン５上の５５．
５ＭＨｚ信号によってクロック同期されたＤ型ラッチ８
に供給される。このＤ型ラッチ８は到来するスライスさ
れたビデオ信号を５５．５ＭＨｚでサンプルし、その結
果のディジタル出力はライン１３を通じて排他的ＯＲ
（ＸＯＲ）ゲート９の１つの入力に供給される。ＸＯＲ
ゲート９の他方の入力にはライン７上の３．４６８７５
ＭＨｚ信号が供給される。ＸＯＲゲート９からの出力は
ライン１２を通じてアキュムレータ（累算器）１０に供
給される。

【００１２】アキュムレータ１０にはまた、ライン５か
ら５５．５ＭＨｚのクロック信号及びライン１１を通じ
てクロックラン・インの開始及び終了を指示する可能化
信号がそれぞれ供給される。ライン１１の信号はクロッ
クラン・インが受信されているときには高レベル、そし
て他のすべてのときには低レベルである。ライン１１の
可能化信号が低レベルから高レベルに移行すると、アキ
ュムレータ１０は可能化されて累算を始め、また、ライ
ン１１の可能化信号が高レベルから低レベルに移行する
と、アキュムレータ１０は累算を中止してその累積値を
クロック発生器４に送る。

【００１３】ＸＯＲゲート９はＤ型ラッチ８からのクロ
ックラン・イン信号の位相とライン７を通じての３．４
６８７５ＭＨｚの信号の位相とを比較する位相コンパレ
ータ（比較器）として作用する。

【００１４】理想的にはテレテキストデコーダをクロッ
ク同期するために使用されるライン６上の６．９３７５
ＭＨｚの出力信号はクロックラン・イン及びテレテキス
トデータラインと９０°（π／２）位相がずれており、
データ処理において良く知られているように、テレテキ
ストデータのサンプリングが常に各ビットの中心で生
じ、最も信頼できるサンプリングを提供するようにする
ことが望ましい。

【００１５】クロックラン・イン信号とライン７上の
３．４６８７５ＭＨｚの信号の位相が９０°ずれている
と、ＸＯＲゲート９からのライン１２を通じての出力
は、マーク対スペース比が正確に１：１である６．９３
７５ＭＨｚの方形波である。この場合のライン７、１
１、１２及び１３上の信号を図２に示す。アキュムレー
タ１０は、それがライン５を通じて５５．５ＭＨｚのク
ロック信号を受信し、かつライン１２を通じての入力が
高レベルであるとき毎に１だけカウントを増加し、ま
た、それがライン５を通じて５５．５ＭＨｚのクロック
信号を受信し、かつライン１２を通じての入力が低レベ
ルであるとき毎に１だけカウントを減少するように、構
成されている。その結果、ライン７及び１３上にある信
号の位相が正確に９０°ずれているときにアキュムレー
タによって発生される数値はゼロであり、これら２つの
信号の位相が９０°より多くずれているか或いは少なく
ずれているかに依存して正或いは負の値が発生される。
ライン１１を通じての可能化信号は常にクロックラン・
インの８ビット（４つの１と４つの０）の間アキュムレ
ータ１０を可能化するから、アキュムレータによって発
生される最終の値は、４で割り算して、ライン６を通じ
ての６．９３７５ＭＨｚのクロック信号出力の位相を調
整するのに直接使用することができる。

【００１６】異なる静的な位相関係が必要である場合に
は、アキュムレータのカウントは１以外のある数から開
始されよう。アキュムレータは、位相のチャージを最も
近似する位相に丸めるために、０よりはむしろ１から開
始される。

【００１７】アキュムレータ１０によって発生された値
が正である場合には、クロック信号の位相は進められる
必要があり、値が負である場合には位相が遅らされる必
要がある。

【００１８】クロックラン・インのデータビットの任意
の１つが失われると、ＸＯＲゲート９の出力はライン７
上の入力の周波数の方形波に戻り、これは最終のアキュ
ムレータ値に何等の影響も与えない。その結果、このシ
ステムは干渉又はノイズによってクロックラン・インの
ビットが失われることには影響を受けない。

【００１９】テレテキストデータデコーダにおける可能
性のあるエラー源は初期データスライサ又はＡ／Ｄ変換
器のスライスレベルが高過ぎるか低過ぎるかである。こ
れは、不良受信状態がベースバンド信号に重畳される低
周波数の発振を生じさせる同一チャネル干渉を生じさせ
るときに、起こり得る。データスライサはしばしばこの
発振に順応する問題を有し、その結果スライスされたク
ロックラン・インが不均等なマーク対スペース比を持つ
ことになる。このシステムはこの問題に影響を受けな
い。何故ならば、入力信号のビットの中心を見つけ出す
からである。

【００２０】このシステムに１つの位相不確実性源が存
在する。それは位相コンパレータとして作用するＸＯＲ
ゲート９が＋９０°と−９０°の位相間でのみ働くとい
うことである。図３に位相差に対するＸＯＲゲート９の
出力特性のグラフが示されている。このグラフは位相差
に対する入力ビデオ信号の各サイクルによってアキュム
レータ１０で発生される計数値を示す。理解できるよう
に、これは０と９０°間の位相差に対して９０°と１８
０°間の位相差に対して与える出力値と同じ出力値を与
える対称関数であり、そして正の位相差が正の出力を発
生し、負の位相差が負の出力を発生する。例えば、この
グラフに示された２つの点Ａ及びＢは、それらが全く異
なる位相差に対応するにもかかわらず、両方ともＸＯＲ
位相コンパレータ９及びアキュムレータ１０から同じ出
力を与える。

【００２１】この不明確さは図４に示すシステムを適用
することによって除去できる。これは状態ロガー１４を
追加した点を除き図１のシステムと同一である。状態ロ
ガー１４はライン７及び１３の信号状態を検査し、そし
てライン７上の基準クロック信号が、ライン１３上のサ
ンプリングデータが低レベルから高レベルに（０から１
に）遷移するときに、低レベルであるか高レベルである
かを指示する信号を発生する。基準クロックがこの時点
で低レベルであると、位相差は＋９０°から−９０°の
範囲内になければならず、状態ロガーの出力は０であ
る。一方、基準クロックがこの時点で高レベルである
と、位相差は９０°より大きくなければならず、状態ロ
ガーの出力は１である。アキュムレータ１０が、位相差
が９０°より大きいことを知らされると、アキュムレー
タ１０は各計数値の大きさを８から引き算し、その値を
累積された合計値に加算する前にはその符号を変えな
い。従って、−１のカウントが−７に変更されるであろ
うし、また、＋２のカウントが＋６に変更されるであろ
う。状態ロガー１４をノイズに不感知にさせるために、
クロックラン・イン期間中、ライン１３上の信号の低レ
ベルから高レベルへの変化毎に状態ロガーに出力を発生
させ、かつまた、アキュムレータ１０に、これら信号を
累積させ、そして全クロックラン・イン期間にわたって
発生する過半数の高い又は低い指示が正しい値として取
り扱われるべきであると想定させる、ことが好ましい。
かくして、この累積値が４又はそれ以下であるならば、
アキュムレータは位相差が±９０°の範囲内にあると想
定し、累積値が５又はそれ以上であるならば、アキュム
レータは位相差が９０°より大きいと想定する。

【００２２】アキュムレータ１０は、６ビットのデータ
と１つの符号ビットとを記憶する７ビットカウンタを含
む。例えば、ライン７上のクロック信号がその理想位置
より４５°先にあった場合には、即ち、クロックラン・
イン信号より４５°先にあった場合には、３．４６８７
５ＭＨｚ信号が導出される６．９３７５ＭＨｚのクロッ
ク信号が９０°進み過ぎているに違いなく、従って、こ
の６．９３７５ＭＨｚクロック信号が９０°遅らされな
ければならないということになる。この９０°の遅れ
は、すべてのクロック信号が導出される１１１ＭＨｚの
クロック信号の８つの位相に対応する（６．９３７５Ｍ
Ｈｚクロック信号の３２の使用可能な位相は１１．２５
°の位相ずれがある）。この状況において、図５に示す
ように、アキュムレータは２８回減少計数し、かつ６８
回増加計数して３２の合計を与え、最後の２ビットを除
去し、４で割り算して丸め機能を行ったあと、これは８
の値を提供し、それ故、６．９３７５ＭＨｚクロックは
その使用できる位相の８つだけ進められ、テレテキスト
データラインの最良のクロック同期を提供する。

【００２３】可能性のある最悪の事例はライン７上の信
号が９０°位相がずれており、従って、６．９３７５Ｍ
Ｈｚクロックがその理想位置から１８０°ずれている場
合であろう。この場合にはアキュムレータは＋８を８回
計数するか、又は−８を８回計数し、＋６４又は−６４
の値を提供する（アキュムレータが−８を計数するか＋
８を計数するかは、それが９０°より非常に僅かに小さ
い位相ずれであるか或いは９０°より非常に僅かに大き
い位相ずれであるかに依存する）。割り算の後、これは
６．９３７５ＭＨｚクロック信号に対する反対の位相を
選択する＋１６又は−１６の値を提供し、これは完全な
位相反転であるので、これが＋１６の変化として行われ
ても−１６の変化として行われてもかまわない。

【００２４】伝送されたテレテキストデータ信号の位相
はデータのライン中ずっと不変であり、従って、ラン・
インがテレテキストデコーダクロック信号をテレテキス
トデータラインに同期させるために使用されると、さら
にその上のいかなる位相調整も必要なくなる。しかしな
がら、テレテキストデータを含むテレビジョン信号がビ
デオレコーダに記録される場合には、テープ速度の変動
によりテレテキストデータ信号の位相が１ラインのデー
タ中で大いに変化するということが再生時に良く分かる
であろう。テレテキストクロック信号の連続的な調整が
そのような位相のドリフトを補正できるようにするため
に、この同期化システムはクロックラン・イン中だけで
なくデータライン中ずっと動作することが可能にされて
いる。この場合、ライン１１を通じてテレテキストデー
タクロック周波数の１／８の適当な信号を提供すること
によって、アキュムレータを周期的にクリアすることは
勿論必要である。

【００２５】実際には、各テレテキストデータラインの
位相はテレビジョン信号同期化パルスから、又は前のテ
レテキストデータラインの位相から推論することはでき
ないけれど、前のテレテキストデータラインに対して決
定された６．９３７５ＭＨｚのクロック信号の位相と同
じ位相を使用して各テレテキストデータラインに対する
各クロック校正動作をクロック発生器４に開始させるこ
とは実際には有益であることが分かった。何故ならば、
テレテキストデータの位相はランダムに変化するという
よりはテレテキストラインからテレテキストラインへで
ドリフトする傾向があるので、上記方法は一般的には必
要とする位相ずれの量を最小限にするからである。ただ
し、ランダムな変動を除外することはできない。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明を使用するテレテキストクロック同期
化回路の一例を示すブロック図である。

【図２】図１の回路において見られる若干の波形を示す
図である。

【図３】図１の回路での出力対位相差の関係を示すグラ
フである。

【図４】この発明を使用するテレテキストクロック同期
化回路の他の例を示すブロック図である。

【図５】図４の回路において見られる若干の波形を示す
図である。

【符号の説明】

１ テレテキスト同期化回路 ４ クロック発生器 ８ Ｄ型ラッチ ９ 排他的ＯＲゲート（ＸＯＲゲート） １０ アキュムレータ １４ 状態ロガー

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 データ信号が１つの入力として供給さ
   れ、このデータ信号周波数の１／２の周波数の第１のク
   ロック信号が他方の入力として供給される排他的ＯＲゲ
   ートと、アキュムレータと、クロック発生器とを具備
   し、前記排他的ＯＲゲートの出力が一定数のデータ信号
   サイクルにわたって前記アキュムレータに供給され、前
   記アキュムレータが前記データ信号及び第１のクロック
   信号の相対位相に関係した数を発生し、この数が前記ク
   ロック発生器に供給され、前記クロック発生器が前記数
   に依存して前記データ信号のサンプリングをクロック同
   期するために使用される、前記データ信号周波数の第２
   のクロック信号の位相を調整することを特徴とするクロ
   ック位相同期化回路。
2. 【請求項２】 前記データ信号はテレテキスト信号であ
   る請求項１に記載の同期化回路。
3. 【請求項３】 状態ロギング手段が設けられ、該状態ロ
   ギング手段は、前記排他的ＯＲゲートに供給される前記
   データ信号及び第１のクロック信号を比較してそれら間
   の位相差が±９０°の範囲内であるか否かを指示する出
   力を発生する請求項１又は２に記載の同期化回路。
4. 【請求項４】 前記第２のクロック信号の位相は前記数
   及び前記状態ロギング手段の出力に依存して調整される
   請求項３に記載の同期化回路。
5. 【請求項５】 前記アキュムレータに第３のクロック信
   号が供給され、前記アキュムレータは、クロックパルス
   を受信し、かつ前記排他的ＯＲゲートからの信号が高レ
   ベルであるとき毎に、そのカウントを１だけ増加させ、
   また、クロックパルスを受信し、かつ前記排他的ＯＲゲ
   ートからの信号が低レベルであるとき毎に、そのカウン
   トを１だけ減少させる請求項１〜４のいずれかに記載の
   同期化回路。
6. 【請求項６】 前記データ信号は６．９３７５ＭＨｚの
   周波数を有し、前記第３のクロック信号は５５．５ＭＨ
   ｚの周波数を有する請求項５に記載の同期化回路。