JPH089419A - ディジタル周波数自動調節回路 - Google Patents
ディジタル周波数自動調節回路Info
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Abstract
ィジタル周波数自動調節装置を提供する。 【構成】位相差演算部100はアナログ水平同期信号を
サンプリングしてディジタル水平同期信号を得る時のエ
ラー値を補正した現在の走査線の補正された位相値と以
前走査線が補正された位相値の位相差値を発生し、位相
差累算部200は位相差演算部100からの位相差値を
以前走査線まで累算された位相差累算値に加えて出力
し、発振ステップ補正部300は位相差累算部からの新
たな位相差累算値に対応する補正ステップデータを発生
して位相値の発生に使われる基準発振ステップデータに
加えて補正された発振ステップデータを発生し、位相値
発生部400は貯蔵している位相値をシステムクロック
が印加される毎に補正された発振ステップデータ程増加
させ貯蔵及び出力し、搬送波発生部500は位相値発生
部400により発生された位相値に対応する周波数の搬
送波を発生する。
Description
装置に適用できる周波数自動調節回路に係り、特に位相
同期ループ回路を用いて別途の比較周波数を発振させな
くても水平同期信号に同期された周波数信号を発生させ
うるようにしたディジタル周波数自動調節回路に関す
る。
信号を低域周波数に変換してテープに記録する。搬送色
信号を低域周波数に変換するためには水平同期信号と位
相が同期された低域搬送周波数を要することになる。大
体、低域搬送周波数は水平同期信号の周波数fH に対し
てVHS方式の場合は40fH (=629KHz)、8
mm方式の場合は47.25fH (=743KHz)で
ある。したがって、周波数自動調節回路は各ライン(走
査線)毎に的確に47.25サイクル(8mm方式)ま
たは40サイクル(VHS方式)を有する低域搬送周波
数を発生させるべきである。
期信号に同期された低域搬送周波数を発生させるための
回路は、図1に示した通り、位相同期ループ回路を用い
て構成した。図1において、水平同期分離部10は入力
される輝度信号から水平同期信号HDを分離して位相比
較器20に出力する。位相比較器20は制御直流電圧D
Cを発生して電圧制御発振器30に出力する。
第1分周回路40に出力する。第1分周回路40は信号
F1 を1/4倍に分周して信号F2 と低域搬送波信号を
発生する。第2分周回路50は信号F2 を印加され1/
40倍に分周して信号F3 を発生する。位相比較器20
は水平同期信号HDと信号F3 の位相比較に基づき制御
直流電圧DCを発生する。
VHS回路を例として説明する。カラー映像信号の輝度
信号が水平同期分離部10に入力されれば、水平同期分
離部10は輝度信号から水平同期信号HDを分離して位
相比較器20に出力する。位相比較器20は第2分周回
路50から印加される信号F3 の位相と水平同期分離部
10から印加される水平同期信号HDの位相を比較し、
その位相差に当たる制御直流電圧DCを発生する。制御
直流電圧DCは電圧制御発振器30に印加され発振周波
数の調節に使われる。
60fH の周波数を有する信号F1を、第1分周回路4
0は40fH の周波数を有する信号F2 を、そして第2
分周回路50は周波数fH を有する信号F3 を発生す
る。しかし、信号F3 と水平同期信号HDの位相差に応
ずる制御直流電圧DCが発生すれば、電圧制御発振器3
0により発生される信号F1 の周波数が可変されるの
で、それに応じて信号F2,F3 のそれぞれの周波数も
やはり可変される。
大きさによりその周波数が可変された信号F1 を発生す
れば、第1分周回路40は信号F1 を印加され水平同期
信号HDに同期された信号F2 を発生する。そして、第
2分周回路50は信号F2 を印加され水平同期信号HD
に位相同期された信号F3 を発生する。第1分周回路4
0の発生信号F2 は搬送波変換器(図示せず)に印加さ
れた水平同期信号HDに位相同期された低域搬送波信号
として使われる。
発振器30を用いて高い周波数の信号を発振させ、発振
信号を再び低い周波数の信号に変換して所望の周波数の
信号を得た。しかし、ディジタル回路では前述した方式
を適用しにくい問題があった。言い換えれば、電圧制御
発振器30が使えなく、かつ高い周波数の信号を発生さ
せるにも困難であった。特に、近年ビデオテープレコー
ダの信号処理方式がアナログ方式からディジタル方式に
変化されている。そこで、色信号を記録するためのディ
ジタル回路に既存のアナログ方式で使っていた低域搬送
周波数発生アルゴリズムをそのまま使えば回路の規模が
大き過ぎる問題も生ずる。
は前述した従来の問題点を解決するためのもので、周波
数自動調節のための信号処理をディジタル的に行える周
波数自動調節回路を提供することである。
ためのディジタル周波数自動調節回路は、ディジタル水
平同期信号に同期された搬送波を発生するために、現在
走査線に対するディジタル水平同期信号エラー値と以前
走査線の位相値に応じて隣接する二本の走査線間の位相
差値を計算して出力する位相差演算部と、位相差演算部
から位相差値を印加され、既に貯蔵していた位相差累算
値に累算し、累算により新たに得られた位相差累算値を
出力する位相差累算部と、基本発振ステップデータを発
生し、前記基本発振ステップデータを位相差累算部から
の位相差累算値により発生する補正ステップデータに補
正して補正された発振ステップデータを発生する発振ス
テップ補正部と、補正された発振ステップデータを印加
され、既に貯蔵していた位相値を前記補正された発振ス
テップデータ単位に増加させ現在走査線に対する搬送波
発生のための位相値を発生して前記位相差演算部に供給
する位相値発生部と、位相値発生部により発生される各
位相値に対応する周波数を有する搬送波を発生する搬送
波発生部を含む。
に基づき本発明の実施例を詳細に説明する。搬送色信号
を低域に変換するために必要な低域搬送周波数は水平同
期信号と位相同期を合わせるべきである。すなわち、4
7.25fH の低域搬送周波数を使う8mm方式の場
合、低域搬送周波数の信号は各ライン(周波数)に対し
て的確に47.25個が発生すべき、40fH の低域搬
送周波数を使うVHS方式の場合、低域搬送周波数の信
号は各ラインに対して的確に40個が発生すべきであ
る。従って、いずれか1ラインとその次のラインの同一
位置で検出された低域搬送信号の位相値の差を求めると
位相エラー値の検出が可能であり、検出された位相エラ
ー値を使って低域搬送信号の発振を調節すれば、理想的
な値に近い周波数を有する低域搬送信号を発生させ得る
ようになる。
散信号)に変換するにおいてサンプリングは必然的であ
り、所定周波数のサンプリングクロックによりサンプリ
ングがなされる過程でサンプルとサンプル間の値は無視
される。これは一般の映像データ上では問題とならない
が、映像データの処理基準信号となる同期信号のサンプ
リングにおいては極めて大事な問題となる。特に、搬送
波を発生する周波数自動調節回路は水平同期信号の1ク
ロック誤差についてもとても敏感に動作するので、実際
のアナログ水平同期信号の発生時点とアナログ水平同期
信号をサンプリングしてディジタル水平同期信号を得る
時点間の誤差値は大事な情報となる。
値を無視しディジタル水平同期信号のみをデータ処理時
の基準信号とすれば、それにより発生される誤差はやむ
を得ないので回路の動作が正確に行われなく、性能に相
当の悪影響を及ぼすことになる。このようなディジタル
水平同期信号の誤差値に鑑みた装置が図2に示されてい
る。
ィジタル周波数自動調節回路の構成を示したブロック図
である。図2において、位相差演算部100はディジタ
ル水平同期信号エラー値Herrと位相値発生部400
からの位相値を印加されスライ間の位相差値を発生す
る。位相差累算部200は現在の位相差値に1ライン前
までの位相差累算値を加えて新たな位相差累算値を発生
する。発振ステップ補正部300は新たな位相差累算値
に当たる補正ステップデータを発生して、基本発振ステ
ップデータに加えることにより補正された発振ステップ
データを発生する。位相値発生部400は補正された発
振ステップデータを印加され、システムクロックが発生
される毎に貯蔵していた位相値から新たな位相値を発生
する。搬送波発生部500はルックアップテーブルを備
えて、位相値発生部400から印加される位相値により
サイン(またはコサイン)波形の関数値を出力して多様
な周波数の搬送波を発生する。
算部100に印加されるディジタル水平同期信号エラー
値Herrを図3(A)ないし図3(E)に基づき説明
する。図3(A)は輝度信号Yを示し、図3(B)は輝
度信号Yのうち水平同期信号H−SYNCを拡大して示
す。
が水平同期信号の分離基準値SLと正確に一致すれば、
図3(E)に示した通り、理想的なアナログ水平同期信
号Hsync1 が得られるが、サンプリングクロックを
分離基準値SLに正確に合わせにくいので、サンプリン
グにより実際に得られる図3(D)のディジタル水平同
期信号Hsync2 は図3(B)に示した通り、アナロ
グ水平同期信号に対しておよそ±0.5クロック程のエ
ラー値Herrを有する。かかるディジタル水平同期信
号エラー値Herrは水平同期信号H−SYNCの傾斜
部分が線形的と仮定すれば、水平同期信号分離基準値S
Lとその前後の二つのサンプルデータS1,S2を用い
て求められる。サンプル間の差値S1〜S2が1周期T
に当たるので、水平同期信号分離基準値SLとサンプル
データS2との差SL−S2はディジタル水平同期信号
差値Herrに比例する。従って、T:S1−S2=H
err:SL−S2からHerr=[(SL−S2)/
(S1−S2)]×Tとなる。
タル水平同期信号エラー値Herrと位相値発生部40
0からの位相値が位相差演算部100に印加されれば、
第1位相補正器101は2入力データを加算して、アナ
ログ水平同期信号をサンプリングしてディジタル水平同
期信号を得る時発生される位相エラーが補正された位相
値を発生して出力する。
蔵器102に供給される。第1位相貯蔵器101及び第
2位相貯蔵器103は入力データをラッチングするもの
で、図3(D)に関連して説明されたディジタル水平同
期信号Hsync2 に応じて入力されるデータをラッチ
ングする。従って、第1位相貯蔵器102は現在印加さ
れるディジタル水平同期信号Hsync2 に対応する補
償された位相値を貯蔵し、第2位相貯蔵器103は第1
位相貯蔵器102から印加される1ライン以前のディジ
タル水平同期信号に応ずる補償された位相値を貯蔵す
る。かかる位相貯蔵器102,103はラッチを用いて
簡単に設計できる。
イン以前の補正された位相値は第2位相補正器104に
入力される。第2位相補正器1004はライン間の位相
遅延を取り除くために以前ラインの補正された位相値に
遅延された位相値Kを加えて出力する。8mmの方式の
場合、理想的な低域搬送波はライン(1H)毎に1/4
周期(=90°)ずつの位相差を有する。従って、4ラ
イン毎に同位相となる。VHS方式の場合、低域搬送信
号はライン間の位相差が0である。8mm方式の場合、
第2位相補正器104はライン間の位相遅延(90°)
を取り除くため、入力された1ライン以前の補正された
位相値に遅延された位相値K、すなわち2n /4を加え
てライン間の位相遅延が補正された1ライン前の位相値
を位相移動器105に出力する。ここで、nは後述され
るルックアップテーブルのアドレスビット数である。
印加される位相値と第2位相補正器104から出力され
た位相値の差を計算しすくシフトさせる。例えば、移相
器105は二つの位相値がアドレスの両端に掛かる場
合、二つの位相値を比較が容易な中央部分にシフトさせ
る。第1演算器106はこのように処理された2ライン
の位相値を印加され減算して二つの位相値の差値である
位相差値を発生する。位相差値は第3位相貯蔵器107
に貯蔵及び出力される。
7の出力端に連結された第2演算器201と、第2演算
器201の出力を貯蔵し、貯蔵していたデータを第2演
算器201に供給する第4位相貯蔵器202を備える。
第2演算器201は第4位相貯蔵器202から出力され
1ライン以前までの位相差累算値に第3位相貯蔵器10
7から印加される位相差値を加算して新たな位相差累算
値を計算する。計算により新たに得られた位相差累算値
は第4位相貯蔵器202に貯蔵される。即ち、第4位相
貯蔵器202は、次の走査線の新たな位相差累算値が印
加される際まで入力される位相差累算値を貯蔵する。
器202から位相差累算値を印加され補正ステップデー
タを発生する補正ステップ発生器301、基本発振ステ
ップデータを発生する基本ステップ発生器302及び二
つのステップ発生器301,302の出力を加算する第
3演算器303を備える。第4位相貯蔵器202から出
力された位相差累算値が補正ステップ発生器301に印
加されれば、補正ステップ発生器301は次の式を用い
て入力された位相差累算値に当たる補正ステップデータ
を発生する。
H )]×位相エラー値×追跡速度 ここで、nはルックアップテーブルのアドレスビット
数、fS はサンプリング周波数、fH は水平同期信号の
周波数、そして追跡速度は水平同期信号に搬送波の位相
を一致させる程度をそれぞれ示す。追跡速度は0から1
との間の値を有し、0なら周波数自動調節回路がオフさ
れた状態であり、1なら周波数自動調節回路の追跡速度
が最大であることを示す。補正ステップ発生器301か
ら出力された補正ステップデータは第3演算器303に
印加され、この際基本ステップ発生器302から発生さ
れた基本発振ステップデータもやはり第3演算器303
に入力される。基本ステップ発生器302は次の式を用
いて基本発振ステップを発生する。
の場合は743KHzであり、VHS方式の場合は62
9MHzである。第3演算器303は基本発振ステップ
データに補正ステップデータを加えて補正された発振ス
テップデータを生成して位相値発生部400に出力す
る。
ップデータに根拠して印加された位相値を累算するため
の第4演算器401及び第4演算器401の出力位相値
を貯蔵し、貯蔵していた位相値を第4演算器401に出
力する第5位相貯蔵器402を備える。システムクロッ
ク(図示せず)が印加されれば、第4演算器401は第
5位相貯蔵器402から印加される位相値を補正された
発振ステップデータ程増加させ第5位相貯蔵器に出力
し、第5位相貯蔵器402は第4演算器401から印加
される位相値をラッチングする。
る毎になされ続ける。第5位相貯蔵器402からラッチ
ングされた位相値は位相差演算部100の第1位相補正
器101に供給される。位相値発生部400はシステム
クロックが印加される毎に新たな位相値を発生するが、
第1位相貯蔵器102は水平同期信号Hsync2 が印
加される時のみ位相値発生部400から印加されるデー
タを貯蔵する。従って、各位相貯蔵器102,103は
各走査線(ライン)に対して一つの位相値のみを貯蔵す
ることになる。
器402から出力された位相値を内部のルックアップテ
ーブルのアドレスデータに印加され、入力される位相値
に対応する周波数を有する搬送波を発生する。ルックア
ップテーブルは0から2n までのアドレスを有し、かか
るアドレスはサイン(コサイン)波形の1周期の位相値
(0から360°)となる。
タル周波数自動調節回路はシステムのディジタル化に制
約要素になる電圧制御発振器を使わなくても水平同期信
号に同期された搬送波を発生させうるので、ディジタル
映像信号処理装置に適宜に規模が小さく簡単ながらも優
れた性能が提供される。
調節回路のブロック構成図である。
ック構成図である。
出とエラーの発生を説明するための信号波形図である。
Claims (11)
- 【請求項1】 ディジタル水平同期信号に同期された搬
送波を発生するためのディジタル周波数自動調節回路に
おいて、 現在走査線に対するディジタル水平同期信号エラー値と
以前走査線の位相値に応じて隣接する二本の走査線間の
位相差値を計算して出力する位相差演算部と、 前記位相差演算部から位相差値を印加され、既に貯蔵し
ていた位相差累算値に累算し、累算により新たに得られ
た位相差累算値を出力する位相差累算部と、 基本発振ステップデータを発生し、前記基本発振ステッ
プデータを前記位相差累算部からの位相差累算値により
発生する補正ステップデータに補正して補正された発振
ステップデータを発生する発振ステップ補正部と、 前記補正された発振ステップデータを印加され、既に貯
蔵していた位相値を前記補正された発振ステップデータ
単位に増加させ現在走査線に対する搬送波発生のための
複数個の位相値を発生して前記位相差演算部に供給する
位相値発生部と、 前記位相値発生部により発生される各位相値に対応する
周波数を有する搬送波を発生する搬送波発生部を含むこ
とを特徴とするディジタル周波数自動調節回路。 - 【請求項2】 前記位相差演算部は、 前記位相値発生部から供給される位相値とディジタル水
平同期信号エラー値を加算してアナログ水平同期信号の
サンプリングをしてディジタル水平同期信号を得る時の
発生される位相エラーが補正された位相値を発生して出
力する第1位相補正器と、 第1位相補正器から出力される補正された位相値をディ
ジタル水平同期信号に応じてラッチングする第1位相貯
蔵器と、 第1位相貯蔵器から出力される補正された位相値を供給
され、ディジタル水平同期信号に応じて一つの走査線以
前の補正された位相値をラッチングする第2位相貯蔵器
と、 前記第1位相貯蔵器から印加される補正された位相値と
前記第2位相貯蔵器から印加される補正された位相値を
印加され前記位相差値を発生する第1演算器を含む請求
項1に記載のディジタル周波数自動調節回路。 - 【請求項3】 前記位相差演算部は第2位相貯蔵器から
印加される一つの走査線以前の位相値に走査線間の位相
遅延値を加えて走査線間の位相差が補正された位相値を
発生して前記第1演算器に出力する第2位相補正器をさ
らに含むことを特徴とする請求項2に記載のディジタル
周波数自動調節回路。 - 【請求項4】 前記第2位相補正器は、8mm方式の場
合、以前走査線の位相値に90°の位相遅延値を加えて
補正された位相値を発生することを特徴とする請求項3
に記載のディジタル周波数自動調節回路。 - 【請求項5】 前記第2位相補正器は、VHS方式の場
合、一つの走査線以前の位相値に0°の位相遅延値を加
えて補正された位相値を発生することを特徴とする請求
項3に記載のディジタル周波数自動調節回路。 - 【請求項6】 前記位相差累算部は位相差演算部から出
力された位相差値を1ライン前までの位相差累算値に加
えて新たな位相差累算値を発生する第2演算部と、 貯蔵していた1ライン前までの位相差累算値を前記第2
演算器に供給するように連結され、前記第2演算器によ
り発生された新たな位相差累算値を貯蔵及び出力する第
4位相貯蔵器を含むことを特徴とする請求項1に記載の
ディジタル周波数自動調節回路。 - 【請求項7】 前記発振ステップ補正部は、前記位相差
累算部から出力される位相差累算値に対応する補正ステ
ップデータを発生する補正ステップ発生器と、 基本発振ステップデータを発生する基本ステップ発生器
と、 前記基本ステップ発生器により発生された基本発振ステ
ップデータに補正ステップ発生器により発生された補正
ステップデータを加えて前記位相値発生部に印加される
補正された発振ステップデータを発生する第3演算器を
含む請求項1に記載のディジタル周波数自動調節回路。 - 【請求項8】 前記補正ステップデータは次の式により
計算されることを特徴とする請求項7に記載のディジタ
ル周波数自動調節回路。 補正ステップデータ=[2n /(fS /fH )]×位相
エラー値×追跡速度 ここで、nは前記搬送波発生部により入力されるデータ
のビット数、fS はサンプリング周波数、fH は水平同
期信号の周波数、そして追跡速度は水平同期信号に搬送
波の位相を一致させる程度をそれぞれ示し、追跡速度は
0と1との間の値を有する。 - 【請求項9】 前記基本発振ステップデータは次の式に
より計算されることを特徴とする請求項7に記載のディ
ジタル周波数自動調節回路。 基本発振ステップデータ=(2n ×fcar /fS ) ここで、nは前記搬送波発生部により入力されるデータ
のビット数、fcar は低域搬送周波数、そしてfS はサ
ンプリング周波数である。 - 【請求項10】 前記位相値発生部は、システムクロッ
クが印加されるごとに帰還される位相値を前記発振ステ
ップ補正部から印加される補正された発振ステップデー
タほど増加させ出力する第4演算器と、 貯蔵している位相値を前記第4演算器に供給するように
連結され、前記第4演算器から出力される位相値をシス
テムクロックによりラッチングする第5位相貯蔵器を含
む請求項1に記載のディジタル周波数自動調節回路。 - 【請求項11】 前記搬送波発生部は前記位相値発生手
段から印加される位相値をアドレスデータとしてそれに
対応する周波数を有する搬送波を発生するルックアップ
テーブルを備えることを特徴とする請求項1に記載のデ
ィジタル周波数自動調節回路。
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