JPH10215387A - 垂直ランプ信号ａｇｃ回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】外付コンデンサを不要とするばかりか、除算器
のような大規模な回路要素を不要とする垂直ランプ信号
ＡＧＣ回路を提供する。 【解決手段】 映像信号の水平同期信号ａに同期した基
準信号ｂを出力する。基準信号ｂと映像信号の垂直同期
信号ｃを垂直カウントダウン回路３に入力して、映像信
号の垂直映像期間の基準信号ｂをカウントし、そのカウ
ント値ｄを出力する。垂直同期信号ｃを加算器６に入力
して加算結果を初期化し、ある加算値を基準信号ｂに同
期してカウントされた数の加算動作を行い、各回の加算
結果を垂直ランプ信号ｆとして出力する。垂直ランプ信
号ｆの振幅値と振幅目標値ｇを比較器８で比較し、その
比較結果とカウント値ｄにより垂直ランプ信号ｆの振幅
値が振幅目標値ｇの近似値となるある加算値を求め出力
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、主にテレビジョ
ン受像器に用いて、ＩＣ内蔵に適した垂直ランプ信号Ａ
ＧＣ(Automatic Gain Control)回路に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、テレビジョン受像器の垂直偏向に
は、鋸歯状波が用いられており、この鋸歯状を垂直ラン
プ信号という。垂直ランプ信号は、テレビジョン受像器
の偏向ビームを垂直方向に走査するときに使用する。垂
直ランプ信号の電圧が上昇すると、偏向されたビームは
画面上部から下部へ走査され、垂直ランプ信号の電圧が
降下すると、画面下部から偏向ビームを画面上部に戻
す。従って、垂直ランプ信号に歪みがあると画面に歪み
を生じる。また、垂直ランプ信号振幅が変動すると画面
の垂直方向のサイズが変化してしまう。そのため垂直ラ
ンプ信号を常に一定振幅で出力する必要がある。

【０００３】一般的に垂直ランプ回路が出力する垂直ラ
ンプ信号振幅は２Ｖｐｐである。これを２９インチのテ
レビジョン受像器に使用した場合、２Ｖｐｐの垂直ラン
プ信号の振幅が１％（２ｍＶ）変動すると、画面の垂直
方向のサイズが２．０３ｍｍ変動する。一般的に、この
垂直ランプ信号の許容できる変動量は、１％以下とされ
ており、ＩＣ化に際して重要なポイントとなる。

【０００４】垂直ランプ信号に作成には、映像信号処理
がアナログ方式とディジタル方式の場合の２つに分けら
れる。まず、従来のアナログ方式を図８に示し、図９の
動作説明図を用いて説明する。

【０００５】垂直同期信号ａに同期した充放電パルスｂ
がＨｉになると充放電回路８２はコンデンサＣ１に充電
する。時間とともにコンデンサＣ１端の電圧は上昇し、
次に充放電パルスｂがＬｏになるとコンデンサＣ１の電
荷を瞬時に放電する。放電されたコンデンサＣ１端の電
圧は、瞬時に降下し、次のＨｉ期間で再び上昇を始め
る。これら一連の動作で垂直ランプ信号ｃを作成する。

【０００６】ところが、上記の定電流の充放電による垂
直ランプ信号発生回路をＩＣ化した場合、素子ばらつき
によって垂直ランプ信号ｃの振幅がばらついてしまう。
このばらつきを補正するためにＡＧＣ回路８３により自
動振幅制御をかけて振幅を一定化する。ＡＧＣ回路８３
の利得制御は、コンデンサＣ１への充電電流量を変える
ことで実現する。充電時間つまり垂直同期信号ａの周期
は、入力映像信号に依存するので、コンデンサＣ１端の
電圧が最大となる電圧、つまり充放電パルスｂにより放
電開始する直前の電圧が、垂直ランプ信号ｃの最大値と
なる。この電圧に対してＡＧＣキーパルスｄがＨｉ期間
に積分を行う。Ｌｏの期間は積分した電圧を保持する。
図９のＡＧＣキーパルスｄのタイミングでコンデンサＣ
２に保持し、振幅目標値の電圧と比較する。この振幅目
標値よりコンデンサＣ２の電圧が高ければ充電電流を減
少させ、低ければ充電電流を増加するよう制御する。

【０００７】ＡＧＣ回路８３は積分回路であり急峻な垂
直同期の時間幅の変化に追従できないが、弱電界時のよ
うに垂直同期信号がジッタを持つ場合でも、平均値を保
持するように動作するので画面を安定化できる。

【０００８】上記アナログ方式に対してパソコン用のモ
ニタなどの偏向処理ではディジタル方式も採用されてい
る。従来のディジタル方式の例を図１０に示し、これを
図１１の動作説明図とともに説明する。クロック発生回
路１０１は水平同期信号ａに同期した基準信号ｂを出力
する。加算器１０２は基準信号ｂのタイミングで、ある
加算値ｃを累積加算する。この加算結果を垂直ランプ信
号ｄとして用いる。図１１に示すように、累積加算によ
りカウントが大きくなるにつれ、垂直ランプ信号ｄの振
幅が大きくなる。垂直同期信号ｅで加算器１０２の結果
を初期化する。初期化した加算器１０２に除算器１０３
からの加算値ｃを設定し、再び累積加算を開始する。

【０００９】ＡＧＣの利得制御は、加算値ｅを制御して
実現する。垂直カウントダウン回路１０４は垂直同期信
号ｅの期間の基準信号ｃの数をカウントし、カウント最
大値ｆを除算器１０３に出力する。除算器１０３では、
振幅目標設定部１０４であらかじめ設定しておいた振幅
目標値ｇをカウント最大値ｆで割れば、１カウント当た
りの加算値ｃを算出することができる。従って、１垂直
サイクル期間カウント最大値を求めることで、次の垂直
サイクルには垂直ランプ信号の振幅は、振幅目標値に収
束することができる。

【００１０】パソコンの入力信号には弱電界という概念
がない代わりに、対応しなければならない垂直周波数が
広範囲となるため、急激な垂直サイクルの変化に速答で
きるようになっている。

【００１１】このようなアナログ方式とデジタル方式と
の収束の仕方の比較について図１２の（ａ），（ｂ）を
用いて説明する。従来アナログ方式の場合、図１２
（ａ）に示すように、たとえば入力の映像信号の垂直同
期信号サイクルが６０Ｈｚから５０Ｈｚに切り換わった
とき、垂直同期信号の周期が長くなるので充電期間が延
び垂直ランプ信号の振幅が大きくなる。ＡＧＣ回路によ
って徐々に振幅目標値に収束する。このようにアナログ
方式は時定数を持って振幅目標値に収束するが、ディジ
タル方式は、図１２（ｂ）に示すように時定数を持たず
に収束する。

【００１２】ところで、従来のアナログ方式の場合、垂
直ランプ信号発生用のコンデンサとＡＧＣ用のコンデン
サが必要となる。特に垂直ランプ発生用コンデンサは放
電時に大電流が流れるので、抵抗分の小さな特殊部品が
用いられるためコストの上昇を招いている。

【００１３】また、ディジタル方式の場合、垂直同期信
号の時間幅の変化に対する応答が早いので、テレビジョ
ンにディジタル方式を採用すると弱電界時に垂直ランプ
信号が垂直同期のジッタの影響を直接受けてしまう。さ
らに、ＩＣ化できるとはいえ除算器が必要になるのでＩ
Ｃチップ面積が増大しコスト上昇につながる。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】上記した従来の垂直ラ
ンプ信号ＡＧＣ回路では、アナログ方式の場合は垂直ラ
ンプ信号発生用のコンデンサとＡＧＣ用のコンデンサが
必要となり、コストアップの原因となり、デジタル方式
の場合は弱電界時に垂直ランプ信号が垂直同期のジッタ
の影響を直接受けてしまう、という問題があった。

【００１５】この発明は、外付コンデンサを不要とする
ばかりか、除算器のような大規模な回路要素を不要とす
る垂直ランプ信号ＡＧＣ回路を提供する。

【００１６】

【課題を解決するための手段】この発明では課題を解決
するために、映像信号の水平同期信号に同期した基準信
号を出力する手段と、基準信号と垂直同期信号を入力し
映像信号の垂直映像期間の基準信号の数をカウントしカ
ウント値を出力する手段と、前記垂直同期信号を受けて
加算結果を初期化しある加算値を前記基準信号に同期し
て前記カウント数の加算動作を行い各回の加算結果を垂
直ランプ信号として出力する垂直ランプ信号発生回路と
した。

【００１７】この手段により、コンデンサを不要とし、
算出する加算値は所定データに到達するものでなく、あ
る程度誤差を含んだ近似値とし、この誤差を順次小さく
することによりＡＧＣ時定数を実現した。加算値の算出
には除算器を用いずに、規模の小さいビットシフト回路
を採用することで、コストダウンと順次誤差低減を同時
に実現することを可能とした。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態につ
いて、図面を参照しながら詳細に説明する。図１は、こ
の発明の第１の実施の形態について説明するための回路
構成図であり、図１の要部の信号波形を示した図２の動
作説明図とともに説明する。

【００１９】クロック発生器ｌは入力端子２より入力さ
れた水平同期信号ａに同期した基準信号ｂを発生する。
垂直カウントダウン回路３は入力端子４より入力された
垂直同期信号ｃとクロック発生器ｌからの基準信号ｂが
入力され、垂直同期サイクル内の基準信号ｂをカウント
し、近似値演算部５にカウント値ｄを出力する。

【００２０】加算器６は、垂直同期信号ｃのタイミング
で加算結果を初期化し、近似値演算部５より加算値ｅを
取込み、加算値ｅを基準信号ｂに同期して累積加算を行
う。基準信号ｂに同期して出力される加算結果が垂直ラ
ンプ信号ｆとなる。垂直ランプ信号ｆの振幅値は加算値
ｅが大きくなると垂直ランプ信号ｆの振幅が大きくな
り、加算値ｅが小さくなると振幅も小さくなる。垂直ラ
ンプ信号ｆの振幅値と振幅目標設定部７より出力される
予め設定された振幅目標値ｇを比較器８によって比較し
た差を求める。近似値演算部５は比較器８の出力をビッ
トシフト回路９によりビットシフトすることで、記録保
持回路１０に保持している加算値ｅに対する加算補正値
ｈを求める。この加算補正値ｈと記録保持回路１０に保
持している加算値ｅを減算器１１で減算する。求めた加
算結果を記録保持回路１０で１垂直サイクル保持すると
ともに加算器６へ出力する。あるディジタルデータをｎ
ビットシフトするということは２ⁿ （ｎは任意の整数）
で除算した結果に等しい。

【００２１】図２に示すように、加算値ｅは振幅目標値
ｇとなる加算値に対して誤差ｉを含んでおり、この誤差
ｉを順次小さくすることにより、図１２（ｃ）に示すよ
うに、図１２（ａ）に示す従来のアナログ方式と同様の
ＡＧＣの時定数を実現している。なお、比較器８の出力
をカウント値に応じてビットシフト数を設定すれば、任
意の時定数で垂直ランプ信号ｆの振幅を収束することが
できる。

【００２２】この実施の形態では、外付コンデンサは不
要となり、除算器のような大規模な回路要素を不要と
し、コストダウンを可能とする。また、垂直ランプ信号
振幅値の収束に任意の時定数の設定も可能である。

【００２３】次に図３を用い、この発明の第２の実施の
形態について説明する。この実施の形態は、図１の実施
の形態の比較器８を最上位ビット反転回路３１に変えた
部分の構成が異なるだけであとの構成は図１と同じであ
る。従って、図１と同一の構成部分には同一の符号を付
し、ここでは異なる部分を中心にして説明する。

【００２４】すなわち、この実施の形態では減数である
振幅目標値ｇを２ⁿ （ｎは任意の整数）に設定し、被減
数である垂直ランプ信号ｆの振幅値の最上位ビットを反
転させる。任意のディジタルデータと２ⁿ の加算は、任
意のディジタルデータの最上位ビットを反転することで
求めることができる。このディジタル演算の特徴を採用
し、比較器８を被減数の最上位ビットの反転動作で実現
できる。

【００２５】この実施の形態においても、外付コンデン
サは不要となり、除算器のような大規模な回路要素を不
要とするなど、図１の実施の形態と同様の効果を奏す
る。

【００２６】図４を用いて、この発明の第３の実施の形
態について説明する。この実施の形態は、図３の近似値
演算部５において、近似値演算をする場合の、ビットシ
フト制御に係るもので、図５の動作説明図とともに説明
する。

【００２７】図４において、垂直ランプ信号ｆの振幅値
が許容範囲にあるか否かを検出する許容範囲検出回路４
１と検出結果によって、ビットシフト数を制御するビッ
トシフト回路９が必要となる。

【００２８】まず、許容範囲の設定について説明する。
ビットシフト回路９によって求めた加算値の近似値はあ
る範囲以内に収束する。例えばビットシフト数がｎのと
き減算手段の減算結果が２のｎ乗以下となるとビットシ
フト結果は０となる。すなわち加算補正値ｈは０となり
加算値ｅはこれ以上更新されない。加算値ｅの収束地点
はビットシフト数で決定され、収束地点は振幅目標値ｇ
を中心に±２のｎ乗に収束する。ビットシフト数は時定
数と垂直ランプ信号ｆの振幅値の誤差ｉを決定する。そ
こでこの垂直ランプ信号ｆの振幅値の収束範囲を許容範
囲とし許容範囲内にあるか否かを検出し範囲内のとき、
図５の例でいうと垂直ランプ信号ｆの振幅値が許容範囲
に入ったとき、ビットシフト数を減らすとビットシフト
結果、つまり加算補正値ｈは０にならず、振幅目標値ｇ
にさらに近い値に収束する。

【００２９】図６は、この発明の第４の実施の形態につ
いて説明するための回路構成図である。この実施の形態
は、許容範囲検出回路４１において加算値ｅに許容範囲
を設けて加算値を検出するようにしたもので、垂直ラン
プ信号ｆの加算値ｅが許容範囲にあるか否かを検出する
許容範囲検出回路４１の検出結果によって、ビットシフ
ト数を制御するビットシフト回路９が必要となる。

【００３０】まず、許容範囲の設定について説明する。
ビットシフト回路９によって求めた加算値の近似値はあ
る範囲以内に収束する。例えばビットシフト数がｎのと
き減算手段の減算結果が２のｎ乗以下となるとビットシ
フト結果は０となる。すなわち、加算補正値ｈは０とな
り加算値ｅはこれ以上更新されない。加算値ｅの収束地
点は、ビットシフト数で決定され、収束地点は振幅目標
値ｇを中心に±２のｎ乗に収束する。ビットシフト数は
時定数と垂直ランプ信号ｆの加算値ｅの誤差ｉを決定す
る。そこでこの垂直ランプ信号ｆの加算値ｅの収束範囲
を許容範囲とし許容範囲内にあるか否かを検出する。加
算値ｅが許容範囲に入ったとき、ビットシフト数を減ら
すとビットシフト結果、つまり、加算補正値ｈは０にな
らず、振幅目標値ｇにさらに近い値に収束する。

【００３１】この実施の形態でも、垂直ランプ信号ｆの
振幅値、加算値ｅどちらに許容範囲を設定しても効果は
変わらない。

【００３２】この発明をコンピュータ処理した場合のア
ルゴリズムを図７に示し、図１とともに説明する。１垂
直映像期間が終了すると、同時に垂直ランプ信号ｆの振
幅値Ｖａｍを初期化し、映像信号の垂直映像期間で水平
同期信号に同期した基準信号ｂの回数であるカウント値
ｄを初期化する。これに伴い加算値ｅを更新して１カウ
ント毎に垂直ランプ信号振幅値Ｖａｍに加算値ｅを加算
する。振幅目標値ｇと垂直ランプ信号ｆの振幅値Ｖａｍ
との差を計算する。この結果を２のｎ乗で割ることで加
算値ｅを振幅目標値ｇとなる加算値に対する加算補正値
ｈを算出する。このｎの値は任意であるが、ｎを変化さ
せると加算補正値ｈの誤差ｉを制御できることから、収
束の時定数を制御することができる。この加算補正値ｈ
を加算値ｅと減算することで振幅目標値ｇとなる加算値
の近似値として求めらる。カウント値ｄと垂直ランプ信
号ｆの振幅値Ｖａｍが初期化されたとき、すなわち垂直
映像期間が終了とともに加算補正値ｈと加算値ｅの加算
で求めた新たな加算値ｅを求める。

【００３３】このアルゴリズムは、垂直ランプ信号ｆの
振幅Ｖａｍと振幅目標値ｇとの差を２のｎ乗で割ること
で振幅目標値ｇとなる加算補正値ｈに対して誤差を含む
値となる。よって、算出された加算値ｅは誤差を含むこ
とになる。この誤差を順次小さくなることにより時定数
を持ち垂直ランプ信号ｆの振幅値Ｖａｍを収束させるこ
とができるとともに、ｎの値を変えることで時定数を任
意に設定することができる。

【００３４】

【発明の効果】以上説明したように、この発明の垂直ラ
ンプ信号ＡＧＣ回路によれば、外付コンデンサは不要と
なり、除算器のような大規模な回路要素を不要とし、コ
ストダウンを可能とする。また、垂直ランプ信号振幅値
の収束に任意の時定数を設定できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の第１の実施の形態について説明する
ための回路構成図。

【図２】図１の動作について説明するための動作説明
図。

【図３】この発明の第２の実施の形態について説明する
ための回路構成図。

【図４】この発明の第３の実施の形態について説明する
ための回路構成図。

【図５】図４の動作について説明するための動作説明
図。

【図６】この発明の第４の実施の形態について説明する
ための回路構成図。

【図７】この発明をコンピュータ処理した場合のアルゴ
リズムについて説明するためのフローチャート。

【図８】アナログ方式により従来の垂直ランプ信号のＡ
ＧＣについて説明するための回路構成図。

【図９】図８の動作について説明するための動作説明
図。

【図１０】デジタル方式により従来の垂直ランプ信号の
ＡＧＣについて説明するための回路構成図。

【図１１】図１０の動作について説明するための動作説
明図。

【図１２】従来の各方式とこの発明のＡＧＣの制御動作
について説明するための動作説明図。

【符号の説明】

１…クロック発生器、３…垂直カウントダウン回路、５
…近似演算部、６…加算器、７…振幅目標設定部、８…
比較器、９…ビットシフト回路、１０…記録保持回路、
１１…減算器、３１…最上位ビット反転回路、４１…許
容範囲検出回路。

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 映像信号の水平同期信号に同期した基準
   信号を出力する手段と、 前記基準信号と前記映像信号の垂直同期信号を入力し
   て、前記映像信号の垂直映像期間の前記基準信号をカウ
   ントし、そのカウント値を出力する手段と、 前記垂直同期信号を入力して加算結果を初期化し、ある
   加算値を前記基準信号に同期して前記カウントされた数
   の加算動作を行い、各回の加算結果を垂直ランプ信号と
   して出力する加算器と、 前記垂直ランプ信号の振幅値と振幅目標値を比較する手
   段と、 前記比較結果と前記カウント値により前記垂直ランプ信
   号振幅値が振幅目標値の近似値となる前記ある加算値を
   求め出力する手段とを具備しなることを特徴とする垂直
   ランプ信号ＡＧＣ回路。
2. 【請求項２】 前記垂直ランプ信号の振幅値と前記振幅
   目標値を比較する手段は、 前記垂直ランプ信号の振幅値と前記振幅目標値の差を求
   め、前記カウント値によりビットシフト数を決定して前
   記減算結果をビットシフトすることにより加算補正値を
   求め、前記ある加算値と前記加算補正値を加算して垂直
   ランプ信号振幅値が目標振幅値となる加算値の近似値を
   出力し、前記垂直ランプ信号振幅値が振幅目標値となる
   加算値の近似値を記録保持し、前記ある加算値として加
   算器へ出力してなることを特徴とする請求項１記載の垂
   直ランプ信号ＡＧＣ回路。
3. 【請求項３】 前記垂直ランプ信号の振幅値と前記振幅
   目標値の差を求める減算手段は、 前記振幅目標値を２のべき乗数に設定し、前記垂直ラン
   プ信号の振幅値の最上位ビットを反転してなることを特
   徴とする請求項２記載の垂直ランプ信号ＡＧＣ回路。
4. 【請求項４】 前記垂直ランプ信号の振幅目標値に対
   し、ある許容範囲を設け、振幅値がこの範囲にあるか否
   かを検出し、この検出結果により前記ビットシフト数お
   よび許容範囲値を制御してなることを特徴とする請求項
   ３記載の垂直ランプ信号ＡＧＣ回路。
5. 【請求項５】 前記垂直ランプの信号振幅値が振幅目標
   値となる加算値の近似値に許容範囲を設け、前記加算値
   の近似値がこの範囲にあるか否かを検出し、この検出結
   果により前記ビットシフト数および許容範囲を制御して
   なることを特徴とする請求項３記載の垂直ランプ信号Ａ
   ＧＣ回路。
6. 【請求項６】 映像信号の垂直映像期間に水平同期信号
   と同期した基準信号の数をカウントすることにより得ら
   れるカウント値と、 垂直ランプ信号振幅値を垂直映像期間終了とともに初期
   化し、前記ある加算値を更新し、前記ある加算値を１カ
   ウント毎に加算し、この結果を垂直ランプ信号振幅値と
   する信号発生手段と、 前記垂直ランプ信号振幅値と振幅目標値との差を任意の
   ２のべき乗で除算し、その結果と前記ある加算値との和
   をとり、前記垂直映像期間終了とともに前記ある加算値
   として前記垂直ランプ信号発生手段のある加算値として
   更新する処理を行うことを特徴とする垂直ランプ信号Ａ
   ＧＣ回路。