JPH0993599A - サンプリング装置 - Google Patents

サンプリング装置

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JPH0993599A
JPH0993599A JP7269482A JP26948295A JPH0993599A JP H0993599 A JPH0993599 A JP H0993599A JP 7269482 A JP7269482 A JP 7269482A JP 26948295 A JP26948295 A JP 26948295A JP H0993599 A JPH0993599 A JP H0993599A
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Masaiku Yugami
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 A/Dコンバータのサンプリング位相をバー
スト信号の位相に完全に一致させることができるサンプ
リング装置を提供する。 【解決手段】 A/Dコンバータ3はLPF1の出力d
をA/D変換する。PLL回路4はBPF2により抽出
されたバースト信号bに位相同期したサンプリングクロ
ックCK1をA/Dコンバータ3に入力する。BPF6
はA/Dコンバータ3の出力eにおけるバースト信号f
を抽出する。位相誤差検出器7はクロックCK1とバー
スト信号fとの位相誤差を検出する。PWM回路8は検
出データgに応じてデューティを変換したパルス信号h
を出力し、LPF9により指示電圧V1とする。可変遅
延器5はこの指示電圧V1によって信号bの位相を可変
遅延する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、テレビジョン信号
をデジタル信号処理する際に用いられるサンプリング装
置に関する。
【0002】
【従来の技術】テレビジョン信号の映像信号をデジタル
信号処理するため、バースト信号と位相同期したサンプ
リングクロックを生成するバーストロックPLL回路を
有するサンプリング装置が用いられている。このバース
トロックPLL回路の目的は、サンプリングクロックと
して色副搬送波周波数fsc(約3.58MHz)の4
倍の周波数4fscを発生し、サンプリング点をバース
ト信号の1サイクルの間でペデスタルレベルと交わる2
箇所及び最大ピーク点と最少ピーク点の合計4箇所に配
置することにより、サンプル信号のクロマ(色)成分を
バースト信号の直交軸上に配置して、色差信号への復調
を容易にすることにある。この結果、色信号は例えば−
(R−Y),−(B−Y),(R−Y),(B−Y)の
ように配置され、色差信号成分への復調を簡易に行うこ
とができる。
【0003】ここで、従来のサンプリング装置について
図13を用いて説明する。図13において、入来した複
合映像信号はローパスフィルタ(LPF)1及びバンド
パスフィルタ(BPF)2に入力される。LPF1はデ
ジタル映像信号処理を行うために、折り返し成分を除去
するフィルタであり、入力された映像信号より不要高域
成分を除去してA/Dコンバータ3に供給する。BPF
2はバースト信号に同期したサンプリングクロックを生
成するため、バースト信号とクロマ信号の信号成分を抽
出してPLL回路4に供給する。PLL回路4はBPF
2より入力された信号成分の内、選択信号S1によりバ
ースト信号成分を選択してバースト信号に位相同期した
4fscのサンプリングクロックCK1を生成する。こ
のサンプリングクロックCK1はA/Dコンバータ3に
入力される。A/Dコンバータ3はサンプリングクロッ
クCK1によってLPF1の出力をA/D変換し、デジ
タル出力を得る。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した従
来のサンプリング装置において、入力段からPLL回路
4に至るまでの経路による信号の遅延量と、入力段から
A/Dコンバータ3に至るまでの経路による信号の遅延
量とは一致しないのが普通である。即ち、A/Dコンバ
ータ3によりサンプリングされる映像信号は主な遅延要
因としてLPF1の群遅延を受け、一方、PLL回路4
に供給するバースト信号は主な遅延要因としてBPF2
の群遅延を受ける。これらLPF1の群遅延とBPF2
の群遅延とは遅延量が異なっており、仮に一致していた
としても、LPF1等の部品性能のばらつきにより遅延
量に差が生じる。
【0005】この結果、PLL回路4でバースト信号に
位相同期したサンプリングクロックCK1を生成して
も、A/Dコンバータ3に入力される実際の映像信号の
バースト信号の位相には一致しないこととなる。従っ
て、上述した従来のサンプリング装置をテレビジョン受
像機に用いた際には、色復調が正常に行われなかった
り、あるいは、第2世代EDTVのテレビジョン受像機
(ワイドクリアビジョン)に用いた際には、水平解像度
補強信号(HH信号)のキャリア再生が正常に行われな
いという問題点が発生する。
【0006】本発明はこのような問題点に鑑みなされた
ものであり、A/Dコンバータのサンプリング位相をバ
ースト信号の位相に完全に一致させることができるサン
プリング装置を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明は、上述した従来
の技術の課題を解決するため、入来した映像信号の不要
高域成分を除去するローパスフィルタと、このローパス
フィルタの出力をA/D変換するA/Dコンバータと、
このA/Dコンバータに前記映像信号のバースト信号に
位相同期したサンプリングクロックを供給するPLL回
路と、前記映像信号よりバースト信号成分を抽出して前
記PLL回路に供給するバンドパスフィルタとを少なく
とも備えるサンプリング装置において、前記PLL回路
と前記バンドパスフィルタとの間、前記ローパスフィル
タと前記A/Dコンバータとの間、前記PLL回路と前
記A/Dコンバータとの間のいずれかに、可変遅延器を
設けたことを特徴とするサンプリング装置を提供するも
のである。
【0008】
【発明の実施の形態】以下、本発明のサンプリング装置
について、添付図面を参照して説明する。図1は本発明
のサンプリング装置の第1の実施形態を示すブロック
図、図2は本発明のサンプリング装置を説明するための
波形図、図3は図1,図11,図12中の可変遅延器5
の特性図、図4は図1,図11,図12中のバンドパス
フィルタ6の特性図、図5は図1,図11,図12中の
位相誤差検出器7によって検出される位相誤差を説明す
るための波形図、図6は図1,図11,図12中の位相
誤差検出器7の具体的構成を示すブロック図、図7は図
1,図11,図12中の位相誤差検出器7の動作を説明
するための波形図、図8は図1,図11,図12中のP
WM回路8の具体的構成を示すブロック図、図9は本発
明のサンプリング装置の動作を説明するための波形図、
図10は図1,図11,図12中のローパスフィルタ9
の具体的構成を示す回路図、図11は本発明のサンプリ
ング装置の第2の実施形態を示すブロック図、図12は
本発明のサンプリング装置の第3の実施形態を示すブロ
ック図である。なお、図1,図11,図12において、
図13と同一部分には同一符号が付してある。
【0009】図1において、入来した複合映像信号aは
ローパスフィルタ(LPF)1及びバンドパスフィルタ
(BPF)2に入力される。LPF1はデジタル映像信
号処理を行うために、折り返し成分を除去するフィルタ
であり、入力された映像信号aより不要高域成分を除去
してA/Dコンバータ3に供給する。なお、このLPF
1の帯域は例えば6MHzである。BPF2はバースト
信号に同期したサンプリングクロックを生成するため、
バースト信号とクロマ信号の信号成分bを抽出する。こ
の信号成分bはBPF2により所定の遅延TB1を生じ
ている。信号成分bは本発明により新たに加えられた可
変遅延器5に入力されて後述の如く決定される指示電圧
V1により定められる遅延TB2だけ遅延され、PLL
回路4に供給される。なお、遅延TB2は可変遅延器5
によるバースト周波数における遅延量である。
【0010】PLL回路4は可変遅延器5より出力され
た信号cの内、選択信号S1によりバースト信号成分を
選択してバースト信号に位相同期した4fscのサンプ
リングクロックCK1を生成する。即ち、PLL回路4
は、PLL回路4の一部を構成する図示していない電圧
可変型発振器(VCO)により生成した例えば4fsc
のクロックを一旦4分周したfscのクロックと信号c
のバースト信号成分とを位相比較して位相同期するよう
調整することにより、バースト信号に位相同期した4f
scのサンプリングクロックCK1を生成する。このサ
ンプリングクロックCK1はA/Dコンバータ3に入力
される。A/Dコンバータ3はサンプリングクロックC
K1によってLPF1の出力dをA/D変換し、デジタ
ル出力eを得る。なお、LPF1の出力dはLPF1に
より遅延TB3を生じている。この遅延TB3も信号の
周波数によりばらつきがあるが、バースト周波数におけ
る遅延量とする。
【0011】以上により、A/Dコンバータ3によりサ
ンプリングされる信号dとPLL回路4に入力される信
号cとの遅延差TBdは、 TBd=TB1+TB2−TB3±ΔTB …(1) と表すことができる。ここで、±ΔTBは部品(LPF
1,BPF2等)のばらつきによって生じる遅延量のば
らつき分である。また、サンプリングクロックCK1は
信号cと同期しているため、信号dにおけるバースト信
号とサンプリングクロックCK1との遅延周期をTBf
scとすると、 TBfsc=MOD(TBd/Tfs) …(2) と表すことができる。ここで、Tfsはサンプリングク
ロック周期、MOD(Y/X)はYをXで割った余りと
する。
【0012】遅延周期TBfscが0でない時、A/D
コンバータ3によるサンプリング信号eは図2に示すよ
うにバースト信号とサンプリングクロックCK1との位
相がずれた状態である。可変遅延器5は例えば図3に示
すような特性を有している。サンプリング信号eのサン
プリング位相が遅れていれば、サンプリングクロックC
K1を遅延させるように遅延を多く、逆に、進んでいれ
ば遅延を少なくするよう制御電圧(指示電圧V1)を制
御すればよい。なお、可変遅延器5は標準状態では、中
心電圧の2.5Vが入力されて、2.5Vにおける遅延
を生じている。
【0013】可変遅延器5に供給する指示電圧V1を決
定するのが、本発明により新たに設けられたバンドパス
フィルタ(BPF)6〜ローパスフィルタ(LPF)9
である。即ち、BPF6〜LPF9は、サンプリング位
相のずれを検出し、そのずれの大きさに応じて可変遅延
器5による遅延量を制御する制御手段として動作する。
【0014】ここで再び図1に戻り、図1において、A
/Dコンバータ3からのデジタル出力であるサンプリン
グ信号eはバースト信号成分を抽出するためのBPF6
に入力される。BPF6より出力されたバースト信号成
分fは位相誤差検出器7に入力されて後述のようにサン
プリングクロックCK1との位相誤差が検出される。な
お、BPF6,位相誤差検出器7,PWM回路8にはP
LL回路4より出力されるサンプリングクロックCK1
が入力される。PWM回路8は後述のように位相誤差検
出器7の検出出力gに応じたパルスhを出力する。この
パルスhがLPF9によって指示電圧V1とされ、可変
遅延器5に供給される。
【0015】図2に示すように、バースト信号波はペデ
スタルレベルで交番する。BPF6は図4に示すような
3.58MHzを中心帯域とする帯域を有しており、こ
のBPF6によって上記のようにバースト信号成分fを
抽出すると共にDCレベルを除去すると、バースト信号
とペデスタルレベルとの交番点の値は0となる。これに
より、図2に示すバースト信号の波形は図5のように表
すことができる。位相誤差検出器7はこの図5に示す波
形に基づいて、サンプリング信号eにおけるバースト信
号fとサンプリングクロックCK1との位相誤差を検出
する。
【0016】図5において、○は理想のサンプル点、●
は実際のサンプル点を表している。位相のずれ量は、交
番点近傍のサンプル点、例えばC点の値に置き換えるこ
とができる。即ち、Dtbという値を有するC点のデー
タ値が0となる時、遅延周期TBfsc=0となる。ま
た、この検出周期は0交番する周期であるfsc周期
(4サンプル周期)またはfsc/2周期(2サンプル
周期)で行うのが望ましい。
【0017】ここで、位相誤差検出器7の具体的構成に
ついて説明する。位相誤差検出器7は図6に示すよう
に、分周回路71,水平積算回路72,検出回路73よ
り構成される。図6において、サンプリングクロックC
K1は分周回路71及び水平積算回路72に入力され、
図示していないパルス発生手段より出力された検出パル
スP1は検出回路73に入力される。水平積算回路72
にはBPF6より出力されたバースト信号fが入力され
る。そして、分周回路71は入力された4fscクロッ
クであるサンプリングクロックCK1を4分周してfs
cクロックとし、水平積算回路72に入力する。水平積
算回路72は入力されたバースト信号をfscクロック
によって水平方向に積算する。
【0018】図7は水平積算回路72によるバースト信
号fの水平積算の様子を示している。図7において、実
線で示す波形は1つのバースト信号fを示しており、破
線は水平積算した結果の波形を示している。この水平積
算後の波形より分かるように、位相誤差の振幅が拡大さ
れ、位相誤差の振幅が検出しやすくなる。この水平積算
後の波形の内、例えば水平位置28において検出パルス
P1を検出回路73に供給し、その時点での値(位相誤
差の振幅値)を取り込む。この取り込まれた振幅値(検
出データg)はPWM回路8に供給される。なお、この
例では、水平位置28における振幅値を検出データgと
しているが、取り込む位置はこれに限らず、図7に示す
破線の誤差積算データのいずれの位置でもよい。
【0019】ここで、PWM回路8の具体的構成につい
て説明する。PWM回路8は図8に示すように、絶対値
回路81,カウンタ82,インバータ83,分周回路8
4,0検出回路85,OR回路86,セレクタ87より
構成される。位相誤差検出器7の出力である検出データ
gは絶対値回路81に入力され、その符号ビット(MS
B)はインバータ83を介してセレクタ86の端子Aに
入力される。図示していないパルス発生手段より出力さ
れたロードパルスP2はカウンタ82に入力され、サン
プリングクロックCK1はカウンタ82及び分周回路8
4に入力される。分周回路84はサンプリングクロック
CK1を1/2に分周してセレクタ86の端子Bに供給
する。
【0020】絶対値回路81により絶対値化された検出
データgはカウンタ82に入力され、カウンタ82はロ
ードパルスP2により検出データgを設定値とする。カ
ウンタ82がこの設定値となるまでサンプリングクロッ
クCK1をカウントするとキャリー出力がハイレベルと
なり、OR回路86に入力される。0検出回路85には
絶対値回路81の出力(検出データgの絶対値)が入力
され、それが0である時にハイレベルをOR回路86に
入力する。OR回路86はカウンタ82のキャリー出力
と0検出回路85の出力のいずれかがハイレベルの時、
セレクト信号Sをハイレベルとする。即ち、0検出回路
85の出力がハイであれば、カウンタ82のキャリー出
力にかかわらずセレクト信号Sはハイとなる。
【0021】セレクタ87に入力されるセレクト信号S
がハイレベルの時には、セレクタ87は端子Bに接続し
て分周回路84より出力される2fscクロックを出力
し、セレクト信号Sがローレベルの時には、インバータ
83を介して端子Aに入力される検出データgの符号ビ
ットを出力する。検出データgの符号ビットが正(即
ち、0)の場合、その値はインバータ83により反転さ
れて1となるので、セレクタ87の端子Aはハイとな
る。また、検出データgの符号ビットが負(即ち、1)
の場合、その値はインバータ83により反転されて0と
なるので、セレクタ87の端子Aはローとなる。従っ
て、セレクタ87は検出データgの符号ビットが正の時
にはハイを、負の時にはローを出力することとなる。
【0022】以上の一連の動作を図9に示し、さらに説
明する。図9において、(A)はBPF6より出力され
るバースト信号(バーストデータ)f、(B)は位相誤
差検出器7による誤差積算データ、(C)は検出パルス
P1、(D)は位相誤差検出器7より出力される検出デ
ータg、(E)はPWM回路8より出力されるPWM波
h、(F)はLPF9の出力電圧(指示電圧V1)を示
している。
【0023】PWM回路8が図9(E)に示すようなデ
ューティが可変されたパルス信号であるPWM波hを出
力すると、このPWM波hはLPF9に入力されて積分
され、図9(F)に示すような制御電圧となる。この制
御電圧が指示電圧V1として可変遅延器5に供給され
る。なお、LPF9は、図10に示すように、抵抗91
及びコンデンサ92より構成される。
【0024】位相誤差検出器7より出力される検出デー
タgが負の場合、サンプリングクロックCK1の位相に
対して信号dの位相が遅れているサンプル位相遅れが生
じている場合であり、可変遅延器5に供給する指示電圧
V1を図3に示す中心電圧約2.5Vより下げ、可変遅
延器5による遅延を大とする。逆に、検出データgが正
の場合、サンプリングクロックCK1の位相に対して信
号dの位相が進んでいるサンプル位相進みが生じている
場合であり、指示電圧V1を図3に示す中心電圧約2.
5Vより上げ、可変遅延器5による遅延を小とする。ま
た、検出データgが0の場合には、2fscクロックを
出力することによって、可変遅延器5の中心電圧を、5
Vレベルの2fscクロックを積分した値の約2.5V
へ移動する。
【0025】この結果、A/Dコンバータ3からのサン
プリング信号eにおけるバースト信号を基にして、A/
Dコンバータ3によってサンプリングされる信号dとサ
ンプリングクロックCK1との位相ずれを検出し、PL
L回路4にバースト信号を可変遅延して供給する可変遅
延器5へフィードバックするフィードバックループを形
成できる。これにより、サンプリング位相をバースト信
号の0クロス点へ固定することができる。
【0026】本発明のサンプリング装置として、図1
1,図12に示すような実施形態とすることもできる。
図11,図12において、図1と同一部分には同一符号
が付してある。図11に示す第2の実施形態は、可変遅
延器5をLPF1とA/Dコンバータ3との間に設け、
サンプリングする信号dを直接可変遅延するように構成
したものである。なお、LPF1の出力dは可変遅延器
5により可変遅延されて信号d’とされ、A/Dコンバ
ータ3に入力される。これにより図1に示す構成と同一
の効果を得ることができる。しかし、この図11に示す
構成の場合、入力周波数帯域における郡遅延や周波数特
性、ゲインといった精度を可変遅延器5が補償する必要
があるので、図1に示す構成の方が望ましい。
【0027】また、図12に示す第3の実施形態は、可
変遅延器5をPLL回路4とA/Dコンバータ3との間
に設け、サンプリングクロックCK1を可変遅延するよ
うに構成したものである。なお、PLL回路4からのサ
ンプリングクロックCK1は可変遅延器5により可変遅
延されてサンプリングクロックCK1’とされ、A/D
コンバータ3,BPF6,位相誤差検出器7,PWM回
路8に入力される。これにより図1に示す構成と同一の
効果を得ることができる。しかし、この図12に示す構
成の場合、可変遅延器5が高い周波数で動作する必要が
あるので、図1に示す構成の方が望ましい。以上の点
で、図1に示す構成が最良の実施形態と言うことができ
る。
【0028】
【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明のサ
ンプリング装置は、入来した映像信号の不要高域成分を
除去するローパスフィルタと、このローパスフィルタの
出力をA/D変換するA/Dコンバータと、このA/D
コンバータに映像信号のバースト信号に位相同期したサ
ンプリングクロックを供給するPLL回路と、映像信号
よりバースト信号成分を抽出してPLL回路に供給する
バンドパスフィルタとを少なくとも備えるサンプリング
装置において、PLL回路とバンドパスフィルタとの
間、ローパスフィルタとA/Dコンバータとの間、PL
L回路とA/Dコンバータとの間のいずれかに、可変遅
延器を設けたので、A/Dコンバータのサンプリング位
相をバースト信号の位相に完全に一致させることができ
る。例えば4fscのサンプリングにおいては、0度,
90度,180度,270度においてサンプリング位相
を固定でき、しかも、部品性能のばらつきも補正できる
ので、映像信号のサンプリングを極めて高精度に行うこ
とができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施形態を示すブロック図であ
る。
【図2】本発明を説明するための波形図である。
【図3】図1,図11,図12中の可変遅延器5の特性
図である。
【図4】図1,図11,図12中のバンドパスフィルタ
6の特性図である。
【図5】図1,図11,図12中の位相誤差検出器7に
よって検出される位相誤差を説明するための波形図であ
る。
【図6】図1,図11,図12中の位相誤差検出器7の
具体的構成を示すブロック図である。
【図7】図1,図11,図12中の位相誤差検出器7の
動作を説明するための波形図である。
【図8】図1,図11,図12中のPWM回路8の具体
的構成を示すブロック図である。
【図9】本発明の動作を説明するための波形図である。
【図10】図1,図11,図12中のローパスフィルタ
9の具体的構成を示す回路図である。
【図11】本発明の第2の実施形態を示すブロック図で
ある。
【図12】本発明の第3の実施形態を示すブロック図で
ある。
【図13】従来例を示すブロック図である。
【符号の説明】
1 ローパスフィルタ 2 バンドパスフィルタ 3 A/Dコンバータ 4 PLL回路4 5 可変遅延器 6 バンドパスフィルタ(第2のバンドパスフィルタ) 7 位相誤差検出器 8 PWM回路 9 ローパスフィルタ(第2のローパスフィルタ)

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】入来した映像信号の不要高域成分を除去す
    るローパスフィルタと、 このローパスフィルタの出力をA/D変換するA/Dコ
    ンバータと、 このA/Dコンバータに前記映像信号のバースト信号に
    位相同期したサンプリングクロックを供給するPLL回
    路と、 前記映像信号よりバースト信号成分を抽出して前記PL
    L回路に供給するバンドパスフィルタとを少なくとも備
    えるサンプリング装置において、 前記PLL回路と前記バンドパスフィルタとの間、前記
    ローパスフィルタと前記A/Dコンバータとの間、前記
    PLL回路と前記A/Dコンバータとの間のいずれか
    に、可変遅延器を設けたことを特徴とするサンプリング
    装置。
  2. 【請求項2】前記可変遅延器による遅延量を制御する制
    御手段を設けたことを特徴とする請求項1記載のサンプ
    リング装置。
  3. 【請求項3】前記制御手段は、 前記A/Dコンバータより出力されたサンプリング信号
    よりバースト信号成分を抽出する第2のバンドパスフィ
    ルタと、 前記PLL回路より出力されたサンプリングクロックの
    位相と前記第2のバンドパスフィルタにより抽出された
    バースト信号との位相誤差を検出する位相誤差検出器
    と、 この位相誤差検出器より出力された検出データに応じて
    パルス信号のデューティを可変するPWM回路と、 このPWM回路の出力をアナログ値に変換して前記可変
    遅延器による遅延量を可変するための制御電圧を発生す
    る第2のローパスフィルタとを備えて構成したことを特
    徴とする請求項2記載のサンプリング装置。
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