JPS62503205A - 注入同期ビデオ周波数発振器 - Google Patents

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】 注入同期ビデオ周波数発振器 技術的分野 この発明はビデオ回路の分野に、特に、ビデオ信号を処理するのに有効な水晶制 御周波数を持った信号を発生するためにビデオ回路に含まれた発振器に関係して いる〇背景技術 ビデオ情報を持った信号を処理する際には幾つかの局部発生のビデオ周波数信号 を利用することが時折必要である。例えば、ビーデオプレーヤに８いては３．５ ８　ｍ１ｌｚの色副搬送波信号が通常発生され且つこれを用いてカラーテレビジ ョン受像機による表示に適した形式の複合ビデオ信号が再構成される。更に、ド ロップアクト、コーム・フィルタリングなどのような、ビデオ信号遅延を必要と する機能のために一つ以上の遅延線がしばしげ使用される。クロック駆動式遅延 素子、例えば電荷結合素子（ＣＣＤ）では、クロック周波数信号の局部源が必要 とされる。

必要な局部周波数を得るための簡単且つ直接的な方法は水晶制御発振器を用いて それぞれ必要とされる周波数信号を発生することである。色副搬送波及びＣＣＤ クロック信号の場合には、これらの目的のために発生された周波数は出力ビデオ 信号のスペクトルに組み入れられる。

色副搬送波信号はその場合再構成された複合信号の重要成分として存在する。し かし、クロック信号は又遅延線を通してビデオ信号〒へ送り込まれ、その後のフ ィルタリングによってクロック信号の、すべてではないが大部分が減衰させられ て、出力ビデオ信号甲には残留分が残る。この周波数残留分は問題である。すな わち、クロック信号の周波数が色副搬送波信号の対応する調波周波数を正確に追 跡しない場合には、副搬送波信号の調波が減衰したりクロック信号と混合（ヘテ ロゲイン）して複合信号中にスプリアス差周波数が現れる。周波数源として別別 の発振器を用いた場合には、たとえ二つの発振器を同相且つ同周波数で始動させ ることができたとしても、温度変化、回路老化及び水晶差のために＄笑止わずか な周波数差が生じるので、この問題を避けることは困難である。このスプリアス 差周波数は通常比較的低い周波数であって、複合信号力・ら再現された画像に２ いて目に見える干渉として現れる。　゛ 位相同期は二つの周波数信号を固定した位相に、従って同じ周波数に保つための 技術である。米国特許第３９９６６１０号は、−万のループが（コーム・フィル タとして使用された）クロック制御式遅延緋を動作させるだめのものであり且つ 他方が色副搬送波を与えて複合ビデオ信号を再構成するようにするためのもので ある二つの位相同期（ロック）ループを備えたビデオ処理装置を記載している。

この特許に２いては二つの位相同期ループは本質的に独立している。すなわち、 遅延線のクロックは（回復装置に２ける揺らぎのために変化している）回復され たカラーバースト信号の周波数に周波数固定されて２つ且つ色刷搬送波周波数は 水晶発振器からの３，５８ｍＨｚ　周波数に固定されている。公称クロック周波 数（１０，７ｍＨｚ　）は色副搬送波周波数（３，５８ｔｎＨｚ　）の倍数であ るけれども、これらの周波数は互いに固定されてはいない。

位相同期ループは、望まれない信号混合の問題に対する技術的対策を与えるけれ ども、幾つかの構成部分を含む複雑な回路であるので笑用土の難点を待っている 。各位相同期ループは、電圧制御発振器の外に、位相検出器を必要とする。多く の消費者機器に２いては、複雑性がしばしは費用と同一視されるので、部品の数 を減少させ且つ回路をできるだけ簡単化することが望ましい。ヘテロゲイン化の 問題を除いては、水晶発振器がしばしば採否周波数に対する別別の水晶制御発振 器の簡単性を保持しながらこの発明により周波数固定状態を得ることができる。

これは、互いの公称倍数である周波数を待った幾つかの信号、例えば周波数力Ｓ 色副搬送波周波数の公称倍数であるクロック信号〃利用したビデオ回路に２いて 行われる。二つの水晶制御発振器が使用される。すなわち、−万の発振器は低い 方の周波数の信号、例えば色副搬送波信号を発生し、且つ他方の発振器はそれの 公称倍数のもの、例えばクロック信号を発生する。高い万の周波数の信号を発生 する発振器に低い万の周波数の信号の適当な調波な結合することによって、第２ 発振器を第１発振器の調波に注入同期させることができることが判明した。二つ の周波数−高い万の周波数と、低い方の周波数の調波−は従って固定された一定 不変の位相関係を有して８つ、共に複合ビデオ信号に送り込まれても干渉しない 。

採択実施例によれば、クロック信号はクロック周波数で動作する発振器によって 面接供給さｒ、る。色副倣送波信号は色副搬送波周波数の倍数で動作する発振器 によって供給される。後者の発振器によって直接発生された信号は色副搬送波に 逓降され、この逓降された信号の第３制波がクロック（Ｋ号を発生する発振器に 結合される。

図面の簡単な説明 この発明は図面を参照して説明されるが、この図面にはこの発明により一万が他 方に注入同期された二つの水晶制御発振器を備えたビデオ回路が示されている。

発明を笑施するための最良の方法 採択実施例はビデオプレーヤの再生回路に関連して説明される。磁気テープ又は ディスクの工うな磁気媒体からビデオ信号が再現されるビデオプレーヤは周仰で あるので、この説明は特に、この発明の一部分を形成するか又はこの発明と一層 直接的に共働する諸素子に向けられる。説明されるある種の素子は、局部発生の 周波数信号が典型的々ビデオプレーヤに２いて使用される様子を示すのに有効で あるが、それ自体は、この発明の適用を制限するものとして判断されるべきでは ない。ここで明確に図示され又は説明されていない他の素子は技術上周囲のもの から選択することができる。採択実施例は、小形たわみ性磁気ディスク上の別別 の同心トラックに単一フィールドのビデオ情報が記録されているビデオ方式に特 に関連して説明される。各フィールドは別別の静止画像を表している。記録され たビデオ信号は適当な搬送波に周波数変調された輝度及びクロミナンス情報を待 った複合カラービデオ信号である。ビデオプレーヤは記録された複合信号を回復 してこれを表示の目的に一層適した別の複合信号に変換する。

今度は図面を参照して、図示の回路を主として、輝度情報の処理、明確には、局 部発生の周波数信号が信号遅延又は再構成のために使用される回路位置、に関連 して説明する。その後、周波数信号自体の発生について説明する。回復されたり 合ビデオ信号−丁なわち、輝度、クロミナンス及び同期情報を含む信号−は入力 端子１０に２いてビデオ回路に加えられる。輝度（及び同期）情報は輝度帯域フ ィルタ１２によってクロミナンス情報から分離される。複合信号は別個にドロッ プアウト検出器１４に供給され、ドロップアウト検出器は複合信号の包！＠Ｎを 監視してドロップアウトを示す過渡現象が検出されたときに切換信号を形成する 。（ドロップアウトは複合ビデオ信号が記録されて磁気ディスクから、再現され た後に喪失していることが判明した情報に対して与えられた呼称である。）検出 器１４によって二つの出力信号が与えられる。すなわち、信号Ｄ′はドロップア ウトの欠如を表示し且つ信号りはドロップアウトの存在を表示する。

フィルタ１２からの変調された輝度情報は輝度復調器１６によって復調され、そ の結果として生じた基底帯域（ベースバンド）輝度信号はフィールド・インクレ ースＪ８に刀０えられる。一つの記録フィールドから二つのフィールドが発生さ れ、そしてこれがインタレースされて一つのフレームが生成される。各フィール ドは別別に且つ異なって処理されるので、各フィールドを識別することが必要で ある。これはフィールド論理アレイ２０によって行われ、この論理プレイは垂直 同期期間に先立って磁気ディスクの１回転ごとに１度発生される信号ＰＧの発生 を監視する（各記録フィールドはディスク上の一つの円形トラックを占め且つ信 号ＰＧは各フィールドの開始に同期させられる）。論理アレイ２０は（第１の） フィールド切換信号Ｆ及び（第２の）フィールド切換信号Ｆ′のレベルを交互に 切り換える。信号Ｆは記録された、すなわちレース、フィールドを表し、且つ信 号Ｆ′はインタレースされたフィールドを表している。

フィールド・インクレース１８は復調器１６からの基底帯域輝度信号を二つのビ デオフィールドスイッチ２２及び２４へ分岐することによって二つのフィールド を適当なｊ−序に設定する。スイッチ２２及び２４は信号Ｆ及びＦ′を切り換え ることによってフィールド率でトリガされ、従って一つのフィールドが一万の分 岐路を通過し、そして次のディスク回転期間中には他方の分岐路を通過し、以下 同様に交互の順序で通過する。このようにしてフィールド°インタレーサ１８の 出力２５には全７＋／　−ム信号が得られる。飛越しくインクレース）式標準方 式信号を提供するために、インタレースされた（第２の）フィールドのために予 定された輝度信号は切換に先立って遅延線２６によって子線遅延を与えられる。

遅延線２６は通常のクロンク制御式電荷結合累子（ＣＣＤ）である。ＣＣＤ遅延 線２６によって与えられる遅延はクロック駆動器２８から与えられる波形によっ て制御される。

クロック駆動器２８は縁２９上の印刀Ｏクロツタ信号に応答して、ＣＣＤ遅延線 ２６の適当なりロック端子に結合される適当な位相のクロック駆動用波形を発生 する。クロック周波数は標本化要件を満たす任意の周波数でよいであろうが、市 販で入手可能なＣＣＤ遅延遅延線通ＮＴＳＣ色副搬送波周波数のある倍数で（ｊ なわち、３５８ｍＨｚのある倍数で）動作する。

υ合同期情報（水平及び垂直の両成分を含む）は同期分離器回路３０によって輝 度信号から抽出される。基底帯域全フレーム輝度信号は又、入力スイッチ３４、 帰還スイッチ３６及びＣＣＤ遅延線３８からなるドロップアウト補償器３２に供 給される。ＣＣＤ遅延線３８はクロツク駆動器４０からの適当な位相のクロック 駆動用波形に従って１線遅延を与える。ＣＣＤ遅延線２６及び３８は色副搬送波 周波数の同じ倍数で動作するので、両りロンク駆動器２８及び４０には醒２９上 の共通のクロック信号な別えることができる。ドロップアウト検出器１４からの 信号り及びＤ′はスイッチ３４及び３６の状態を決定する。ドロップアウトのな い場合には、輝度信号は閉じた入力スイッチ３４を通過して１線ＣＣＤ遅延緑３ ８に入る。帰還スイッチは信号りの状態によって開放して保持されている。ドロ ップアウトが検出されると、両スイッチの状態が反転する。そこで、ドロップア ウトの持続時間中は、遅延線３８の出力に２ける輝度信号が閉路スイッチ３６を 通してそれの入力に帰還されろと共に開路スイッチ３４力Ｓドロツプアウトの通 過を阻止する。

この効果はドロップアウト部分を先行する線ヵ・らの線部分で置き換えることで ある。

ドロップアウトのない輝度信号並びに同様に処理された色差信号Ｒ−Ｙ及びＥ− Ｙが通常のマトリクス回路４２に供給される。（Ｒ−ｙ及びＢ−Ｙ信号は普通に 複合信号のクロミナンス清報から得られろ。）これらの入力信号の赤、緑及び青 信号への変換はマトリクス４２によって行われる。これらの赤、緑及び青信号、 並びに同期分離器３０からの複合同期信号ＣＳは符号器４４に加えられ、ここで 処理されて標準方式ＮＴＳＣｇ合ビデオ信号になる。ＮＴＳＣ万式のものを構成 するために、入竹表昭６２−５０３２０５　（４） 力線４５に２いて符号器４４に色副搬送波信号が供給される。複合ビデオ信号は 緩衝増幅器４６を通して出力端子４８に送られる。

一対の水晶制御発振器５０及び５２はクロック駆ＹｉＪ器２８及び４０に供給さ れるクロック信号と符号器４４に供給される色副搬送波信号とを発生する。発振 器５０は、インバータ５８及びバイアス抵抗６２の両端にＷａされた、１０．７ ３８６３５ｍＨｚで振動する水晶結晶５４を備えている。固定コンデンサ６６及 び６７並びに可変コンデンサ６８からなる発振器の負荷キャパシタンスは安定性 増大のために走晶５４の両側に関して分配されている。

可変コンデンサ６８を調整することによって、発振器５０の動作周数数をわずか に変えることができろ。付加的なインバータ７４はインバータ５８からの発振波 形を方形化して方形波出力信号を与える。発振器５０から生じる方形波信号は、 この方形波信号の高調波を鋭く減装さぜる周波数特性を待った方形波−正弦波帯 域フィルタ８０によって（遅延線を駆動するために必要とされる）正弦波に変換 される。帯域フィルタ８０がらの正弦波出力信号はクロンク＠勤器２８及び４０ に供給されろ。

発振器５２は発振器５０と同様に構成されているが、但し、異なった周波数−副 搬送波周波数の４分の１倍の周波数−で動作し、発振周波数から副搬送波周波数 を得るために周波数分割器８１を備えている。１４．３１８１８及びバイアス抵 抗６４０両端間に接続されている。負荷コンデンサは、固定フ／デンサ７０及び ７１、並びに小さい周波数調整のための可変コンデンサ７２からなっている。イ ンバータ７６は分割器８１に方形波発振信号を加える。一対のＪＫフリップフロ ップ８２及び８４は入来信号−一第１７リツプフロンプ８２のクロック入力に加 えられたちの−を４で分割するために図面に示されたように接続されている。（ フリップフロップ対は７４ＨＣ１０７形リセット付き二重ＪＫフリップフロップ として入手することができる。） 発振器５２と関連した出力信号は第２７リソプフロツプ８４のＱ′出力ポートか ら取り出されるが、この出力信号は３．５７９５４５　ｍＨｚ、ｊなわち色副搬 送波周波数、の周波数を待った方形波信号である。発振器５２からの方形波信号 は、方形波色副搬送波信号の高調波を減衰させる周波数特性を待った方形波−正 弦波帯域フィルタ８５によって正弦波信号に変換される。フィルタ８５からの正 弦波出力は符号器４４に加えられて、標準方式ＮＴＳＣビデオ偏号の構成に使用 される。

発振器５２は色副搬送波信号の第４調波の中間発振信号を発生し、その後これが 色副搬送波を得るために逓降されるが、その理由は中間発振信号を（破線９２で 示されたように）流用してビデオプレーヤ回路の別の部分（図示きれず）に使用 するためである。発振器５２は、この付加的な用途がなければ、インバータ７６ の出力に２いて色副搬送波信号を直接発生することができるであろうし、且つ周 波数分割器８１は省略することができるであろう。発振器５０及び５２に含まれ た四つのインバータは、これらを集積回路パンケージ、例えば７４ＨＣ０４ヘツ クス・インバータ、で入手するのが好都合であるので、破緑７８で包囲されて示 されている。（１６進形態に２けるように、使用されないインバータがある場合 には、使用されない入力をすべて接地することが望ましい。）回路を発振状萼に するためにインバータパッケージ７８に電圧Ｖ十の源が加えられる。

ＣＣＤ遅延線２６及び２８に供給された基底帯域輝度イご号はクロック信号の各 ザイクルごとに標本化される。

それゆえ、周器の標本化実施法に従って、（別個に図示されてはいないが遅延線 と共に通常含１れている）低域フィルタを用いて各遅延線２６及び２８の入力及 び出力信号をクロック周波数の半分（未満）に制限するのが普通である。各遅延 線の出力信号の周波数スペクトルの高端部を形成しているクロック周波数はこの 「含まれている」出力低域フィルタによって鋭く減衰させられる。しかしながら 、標本化周波数を完全に除去するフィルタを使用することは実用的ではないが、 その理由の一部分は、減衰が鋭いほど帯域幅がま丁ま丁望ましい周波数へとロー ルオフするからである。これは、クロック周波数の残留分が混合することのでき るスペクトル甲に非常に接近した周波数が存在する場合には特別の問題になる。

図面に示された回路ではそのような周波数、すなわち色副搬送波周波数の第３調 波が存在する。色副搬送波信号は符号器４４に３いて処理チェーンに挿入され、 そしてフィルタ８５のために実質上高調波がないとはいえ、その第３調波の残留 分が周波数スペクトル中に漏れる。この第３調波周波数がクロック周波数と正確 に同じであり且つ同じにとどまる場合には、干渉は存在せず、従って問題はない 。しかし、唸れには回路老化のために温度ドリフトなどの変化が二つの周波数間 に少なくとも数サイクルの差を生じさせることがある。差周波数はそれゆえ符号 器４４内での色副搬送波信号の第３調波とのクロック信号混合（ヘテロゲイン化 ）によって発生される。その結果として生じる干渉（差）周波数は望ましいビデ オ周波数の範囲内に十分に入って２つ、従ってビデオ信号から再現された画像に 目立つほどに現れる。

発振器５２（色副搬送波信号を与える）の逓降出力から発振器５０（クロック信 号を与える）への帰還接続８６はこの問題に対する解決を与える。帰還信号は色 副搬送波信号の補信号であって、笛２クリップフロンプ８４のＱ出力ポートから 取り出される。この信号は方形波であって、奇数調波成分に富んで２つ、公称上 クロック信号と同じ周波数である第３調波を含んでいろ。色副搬送波信号の第３ 調波はインダクタ８８及びコンデンサ９０からなる直列共振フィルタによって分 離されてインバータ５８の入力側に３いて発振器５０に注入される。

両発振器が励振されて注入信号の周波数が発振器５０の発振周波数からそれ始め ると、発振周波数は注入周波数へ偏移する。換言すれば、発振の位相は注入信号 の位相を追跡する。発振器５０はそれぞれ発振器５２からの逓降周波数の第３調 波に注入同期させられる。回路状態が変化するにつれて、二つの周波数（位相） はこの状態と共に変化するが、しかし常に相互に同期している。発振器５０の周 波数（位相）を注入周波数と同じに保つことによって、クロック信号は符号器４ ４に存在する色副搬送波信号の第３調波と固定且つ不変の位相関係を待つことに なる。（この位相関係は差が固定且つ不変のものであるかぎり苓差以外であって もよい。）ビデオ信号に８ける混合問題はそれゆえ除去され、付随する低周波干 渉はもはや再現画像に現れない。

人は色副搬送波信号の第３調波で共振を生ずる直列共振フィルタ（コンデンサ９ ０及びインタ゛クタ８８）のための頃を選択したいと思うかもしれない。し刀） しながら、これは、多分発振器５０力Ｓその共振周波数に２いて低インピーダン ス「短絡」を呈するので、発振器５０を水晶５４の公称周波数で動作さぞる際の 場合の問題であることが判明した。直列共振回路の共振周波数が第３調波から少 しずれていて発振器５０がそのような低インピーダンスを呈しない場合には、発 振器５０は十分に世態する。

例えば、１２ｐ／のキャパシタンス値及び２２μ五のインダクタンス値がそれぞ れコンデンサ９０及びインダクタ８８に対して選択された（　１０　ｐｆのコン デンサは第３調波に２ける共振を生じさせるものと忠われる）。しかしながら、 注目されたことであるが、他の回路キャパシタンスがこの「ずれ」に影響を及ぼ して実際にこのずノｔを全く覆うことがあるので、実際の発振器回路が組み立て られたどきには１０ｐ／のコンデンサが全くよく機能することがある。換言すれ ば、これらの構成部品の実際の値は発振器５０の動作に基づいて経験的に決定さ れるものである。

帰還信号が色副搬送波信号の方形波補信号であることは必要でない。第２７リツ プ７０ツブ８４のＱ出力ポートは、単に利用可能であるという理由で、帰還信号 のために使用された（更に、ボート？続は影響を伴うことなく反転さぜることが できる。帰還イぎ号は又、方形波−正弦波帯域フィルタ８５に信号を供給する同 じポートから直接取ることもできるであろう（但し、望ましくない負荷影響に対 応しなければならないかもしれない）。

以上の各節て説明されたように、この発明は信号処理回路に２いてこの回路によ り処理される信号の周波数スペクトルに低周波干渉を導入することなく幾つかの 点で水晶制御発振の間単性を保狩することを可能にする。

国際調査報告 １ｍ＃＋ｌ１ｌＮＡＡｌ＾−，，，，−Ｎ−、ＰＣＴ／ｌ’ｓ　８６／ｆＴＩ２ ５６ＡＮＮＥＸ　Ｔｏ　’ｒＨＥ　ＩＮＴＥＲ）ＩＡＴＩＯＮＡＩ：、ＳＥＡ： ｔｃＨＲＥ？ＯＲＴ　ＯＮ―拳−−−一一−−−−―・−彎−＋−・・――伽− 輪−−―・−＋轡−呻彎−・―−−彎−−ＩＮＴＥＲＮＡＴＩＯＮＡＬ　ＡＰＰ ＬＩＣＡＴＩＯＮ　Ｎｏ、　ＰＣＴ／ＵＳ　８６１０１２５６　（ＳＡ　１３４ ９３）−一―――＋−−―−−――＋＋１−＋働−―−＋１−一・　−一替・− ＋＋・−一―−−―――−−―＋−一＋＋＋＋−

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. １．ビデオ信号の処理中に使用して幾つかの周波数信号が出力ビデオ信号の周波 数スペクトル中に現れるようにするための幾つかの周波数信号を発生するビデオ 回路であつて、 第１周波数信号を発注するための第１水晶制御発振器装置、 前記の第１周波数信号の周波数の公称上倍数である第２周波数信号を発生するた めの第２水晶制御発振器装置、及び 前記の第１周波数信号に応答して前記の第２発振器装置の発振周波数を前記の第 １周波数信号の対応する調波成分の変動に同期させるようにするための帰還装置 、によつて特徴づけられている前記のビデオ回路。
2. ２．前記の帰還装置が、周波数が前記の第２周波数信号にほぼ等しい調波成分を 前記の第１周波数信号から分離下るための装置を備えている、請求の範囲第１項 に記載のビデオ回路。
3. ３．前記の第２水晶制御発振器装置が、前記の第２周波数で共振することのでき る第１インバータの両端間に接続された水晶結晶、及び前記の第１インバータの 出力に接続されていて前記の第２周波数信号を構成する方形波を与えることので きる第２インバータを備えている、請求の範囲第１項に記載のビデオ回路。
4. ４．前記の帰還回路が、前記の対応する調波成分を前記の第１周波数信号から分 離するためのフイルタ、及び前記の分離された調波成分を前記の第１インバータ の入力に加えるための回路装置を備えている、請求の範囲第３項に記載のビデオ 回路。
5. ５．前記の第１水晶制御発振器装置が、前記の第１周波数信号の倍数周波数で動 作する発振器、及び前記の発振器に接続されていて前記の第１周波数信号を与え ることのできる分割回路を備えている、請求の範囲第１項に記載のビデオ回路。
6. ６．クロツク駆動式遅延線を動作させるためのクロツク信号、及び遅延線におい て遅延したビデオ信号から複合ビデオ信号を符号化するための色副搬送波を利用 したビデオ回路であつて、クロツク信号及び色刷搬送波信号の調波成分が前記の 複合ビデオ信号において混合して潜在的に干渉信号を現れさせるようになつてお り、副搬送波周波数及びこれの前記の調波成分を持つた色副搬送波信号を発生す るための第１発振器装置、前記の色副搬送波周波数の公称倍数である周波数を持 つたクロツク信号を発生するための第２発振器装置、前記の色副搬送波信号に応 答して周波数が前記のクロツク周波数に一致するそれの前記の調波成分を分離す ることのできるフイルタ装置、 前記の分離された調波成分を前記の第２発振器装置に結合させて前記のクロツク 周波数が前記の分離された調波成分の変動に追従するようにして、これにより両 者間の周波数差を除去して干渉信号を消滅させることのできる装置、 によつて特徴づけられている前記のビデオ回路。
7. ７．前記の第１及び第２の発振器装置がそれぞれの第１及び第２の水晶制御発振 器を備えている、請求の範囲第６項に記載のビデオ回路。
8. ８．前記の第１発振器装置が、色副搬送波周波数の倍数周波数を発生するための 水晶制御発振器、及び倍数周波数を色副搬送波周波数に逓降分割するための分割 回路を備えている、請求の範囲第６項に記載のビデオ回路。