KR0126256B1 - 팔방송 시스템의 디지탈 색복조를 위한 복조캐리어 위상보정회로 - Google Patents

팔방송 시스템의 디지탈 색복조를 위한 복조캐리어 위상보정회로

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Abstract

1. 청구범위 기재된 발명이 속한 기술분야
팔(PAL) 방송 시스템의 색신호를 색복조하는 회로에 관한 것으로, 특히 PAL 고유의 복조캐리어의 위상변화에 따른 색복조 오류를 자동 검출하여 정확한 색재현을 할 수 있는 회로에 관한 것이다.
2. 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제
PAL 고유의 복조캐리어의 위상변화에 따른 색복조 오류를 자동 검출하여 올바른 색 재현을 할 수 있는 회로를 제공함에 있다.
3. 발명의 해결방법의 요지
PAL 복합 영상신호로 부터 휘도와 색신호를 분리하는 휘도/색신호 분리회로와, 상기 휘도/색신호 분리회로에서 분리된 색신호를 복조하는 복조부와, 파형신호를 발생하는 디지탈 파형발생기와, 상기 디지탈 파형발생기의 출력에 의해 색복조부의 출력을 검출하여 보정하는 위상검출부로 구성된다.
4. 발명의 중요한 용도
팔(PAL)방송 시스템의 디지탈 색복조

Description

팔방송 시스템의 디지탈 색복조를 위한 복조캐리어 위상보정회로
제1도는 PAL 신호의 색차 관계도.
제2도는 종래의 아나로그 방식의 조정회로도.
제3도는 제2도의 버스트 구간 추출회로(201)의 버스트 구간을 설명하기 위한 도면.
제4도는 본 발명에 따른 블럭도.
제5도는 제4도의 휘도/색신호 분리회로(401)의 Y/C분리를 위한 예시도.
제6도는 제4도의 디지탈 파형발생기(407)의 구체 회로도.
제7도는 제4도의 색복조부(403)의 구체 회로도.
제8도는 제4도의 위상검출부(504)의 구체 회로도.
제9도는 제8도의 구체 회로도.
본 발명은 팔(PAL)방송 시스템의 색신호를 디지탈 신호처리를 이용하여 색복조하는 회로에 관한 것으로, 특히 PAL 고유의 캐리어의 위상 변화에 따른 색복조 오류를 자동검출하여 정확한 색재현을 할 수 있는 팔방송 시스템의 디지탈 색복조를 위한 복조캐리어 위상보정회로에 관한 것이다.
팔(PAL)신호는 복조캐리어가 제1도의 도시와 같이 매 주사마다 상이한 위상을 가지고 전송된다. 즉, 복조캐리어는 색 주사선 마다 135°와 255°로 반복하여 변경되어 진다. 상기 올바른 색신호 처리를 위해서는 매 주사선 마다 변경오차를 검출하고, 수정하는 처리과정이 요구된다. 이를 위해 종래는 제2도와 같이 아나로그 PLL로 구성시켜 아나로그 방식으로 위상 조정을 하여 왔었다.
제1도의 버스트구간 추출회로(201)의 입력단(Ii)으로 PAL 복합 영상신호가 입력되면 버스트구간 추출회로(201)에서 제3도(3a)의 버스트구간 펄스가 추출된다.
상기 추출한 버스트구간 펄스신호는 위상 비교기(202)에 입력한다. 상기 위상 비교기(202)에서는 상기 추출된 버스트구간 펄스를 위상 조정부(205)의 출력과 비교된다. 상기 위상 비교기(202)의 출력신호는 LPF(203)에서 저역통과 필터링되어 DC화 한다. 상기 DC화된 값은 전압제어발진기(204)의 발진 주파수를 제어한다. 한편, 상기 위상 비교기(202)의 출력은 위상 보정부(206)에 입력하여 보정된다. 상기 위상 보정부(206)의 출력은 위상 조정부(205)에 입력되어 보정된 후 상기 전압 제어 발진기(204)의 위상 조정부(205)에 입력되며, 여기서 조정된 후 위상 비교기(202)에 입력된다. 영상신호를 V(t), 휘도신호를 Y(t), 색차신호를 C(t)라 할 때 짝수라면 영상신호 V(t)= Y(t)+C(t) =Y(t)+Usin(2πfs(t)+Vcos(2πfsct)이고, 홀수라면 영상신호V(t)=Y(t)+C(t)=Y(t)+Usin(2πfsct)-Vcos(2πfct)가 된다. 상기 짝, 홀수 주파수의 버스트구간의 신호는 다음 처럼 정의 된다.
짝수라인의 신호 B(t)=Asin(2πfsct+135°)=이고,
홀수라인의 신호 B(t)=Asin(2πfsct+225°)=가 된다.
상기한 바와 같이, 위상 비교기(202)에서 현재 위상과 연속발진되고, 복조캐리어 위상은 매 라인마다 비교하여 스스로 올바른 복구 캐리어의 위상을 만들어 내도록 보정된다. 그러나 이와같이 보정된 신호로 복조하기 위해서는 캐리어를 이용하여 분리된 색신호 C(t)=Usin(2πfsct)±Vsin(2πfsct)±Vsin(2πfsct) (±는 주사선이 홀수/짝수일때 반전)에 곱하여 각각 저역통과 필터를 통해 처리하고 위상보정하는 위상 보정부로 구성된 장치가 요구된다. 상기 위상 비교기(202)의 출력은 저역통과필터(203)에 인가된다. 여기서 문제는 캐리어가 Asin(2πfsct+135°) Asin(2πfsct+225°)를 주사선 별로 반복하는 것인데, 만일 반복하는 것이 색신호의 홀수와 짝수 라인과 같으면 올바른 색차신호가 복조될 것이지만, 만일 그것이 틀렸다면 상기 틀린 색차신호가 복조되어 복원된 화면의 칼라는 불안정된 상태로 나타난다.
따라서 본 발명의 목적은 PAL 고유의 복조캐리어의 위상변화에 따른 색복조 오류를 자동 검출하여 올바른 색 재현을 할 수 있는 회로를 제공함에 있다.
상기 목적을 수행하기 위한 본 발명은 PAL 복합 영상신호로부터 휘도와 색신호를 분리하는 휘도/색신호 분리회로와, 상기 휘도/색신호 분리회로에서 분리된 색신호를 복조하는 복조부와, 파형신호를 발생하는 디지탈 파형 발생기와, 상기 디지탈 파형 발생기의 출력에 의해 색복조부의 출력을 검출하는 보정하는 위상 검출부로 구성됨을 특징으로 한다.
이하 본 발명을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
제4도는 본 발명에 따른 블럭도로서, PAL 복합 영상신호로부터 휘도와 색신호를 분리하는 휘도/색신호 분리회로(401)와, 상기 휘도/색신호 분리회로(401)에서 분리된 색신호를 복조하는 색복조부(403)와, 상기 파형신호를 발생하는 디지탈 파형발생기(407)와, 상기 디지탈 파형발생기(407)의 출력에 의한 상기 색복조부(403)의 출력을 검출하는 보정하는 위상검출부(405)로 구성된다.
제4도의 휘도/색신호 분리회로(401)로 여려가지로 구성된 것이 발표되고 있으나 제5도(5B)와 같이 구성되는 것이 일반예이다. 여기서 예는 (5A)와 같은 스펙트럼의 특성을 이용한 1차원 대역통과 필터(501)와, 상기 PAL 신호로 부터 상기 대역통과 필터(501)의 출력의 차를 구하여 휘도(Y) 신호를 발생하는 감산기(502)로 구성된다.
즉, 감산기(502)에서 휘도(Y)와 색신호(C)를 분리한다.
그리고 디지탈 파형발생기(407)는 제6도(6A)와 같이 구성된 카운터 위상발생부(601)에서 발생되는 위상 어드레스를 롬(ROM)(602)에 인가 할시 제6도(6B)와 같이 정현파가 발생된다.
예를 들어, 클럭마다 위상이 1씩 증가 한다면 발생하는 파형은 시스템 클럭 주파수의 1/256 분주된 주파수를 가지는 정현파가 된다.
색복조부(403)는 상기 휘도/색신호 분리회로(401)에서 분리되어 출력되는 색신호[C(t)]가 하는 (1)식과 같다면
C(t)=Usin 2πfsct +Vcos 2πfsct ……………………………………………(1)
상기 (1) 식의 U를 복조하기 위해서는 상기 디지탈 파형 발생기(407)의 출력은 Sin 2πfsct, V를 복조하기 위해서는 Cos 2πfsct 이면 된다.
즉, U를 복조하려면 C(t)에 Sin 2πfsct를 곱하면 [(Usin 2πfsct +Vcos 2πfsct)×Sin 2πfsct] U Sin22πfsct +V Sin 2πfsct Cos 2πfsct가 된다. 이를이 되도록 다시 정리하면 다음 (2)식과 같다.
그리고 이를 주파수 영역상에서 저역통과 필터(703)에 의해 필터링하면 U/2를 얻게 된다. 그런데, 디지탈 파형발생기(407)의 Cos2πfsct, Sin2πfsct는 원래 색신호의 위상 θ0만큼의 차이가 나는 위상오차가 일어날 수가 있다. 따라서 전체 복조수식은 다음 (3)식과 같다.
[(U Sin 2πfsct +V Cos 2πfsct)]ㆍ[Sin(2πfsct +θ0)]=(U Sin 2πfsct +V Cos 2πfsct)×(Sin 2πfsct Cos θ0+Cos 2πfsct Sin θ0) …………………………(3)
상기 (3)식의 출력은 저역통과 필터(407)에서 필터링 하면 T4
이고, θ0=0이면 위 (3)식에 의한 결과를 얻을 수 있다.
따라서 색복조부(403)에서 파형발생부(407)의 출력과 휘도/색신호 분리회로(401)의 출력 색신호를 곱셈기(701, 702)에서 곱하여 저역통과 필터(703, 704)에서 저역통과 필터링하면 V/2, U/2에 해당하는 색차신호를 얻을 수 있고, θ만큼을 보정하면 정확한 U, V을 구할 수 있다.
한편, 위상검출부(405)는 상기 디지탈 파형발생부(407)의 출력과 색복조부(403)의 출력을 받아 위상파의 오차에 따라 보정을 하는 것으로 PAL 신호는 제1도와 같이 U, V중 V가 매라인마다 반전하고, 또한 버스트 신호로 반전시킨다. 그리고 팔신호의 짝수라인과 홀수라인에 대하여 버스트 신호와 색신호는 다음 (4)식과 (12)식으로 정리가 된다.
(4), (5)를 이용하여 버스트 구간동안 복조를 하게 되면
V' →Asin(2πfsct+135°)ㆍcos(2πfsct +135+θ0)의 저역통과필터 통과결과는
상기 (8), (9)식을 이용하여 복조를 하면 버스트구간의 색차신호는 하기 (10)식과 같이 발생된다.
을 얻게 되고, 이는 매 라인마다 항상 일정한 값이다.
즉, 버스트 구간동안만 위상을 135°, 225°로 매 라인 마다 변화시키게 되면, 버스트구간의 색차신호는 항상 일정하게 된다.
그런데, 입력되는 신호는 짝수라인인데, 홀수라인의 버스트 캐리어를 사용하던지, 입력신호가 홀수라인인데 짝수캐리어를 사용하는 경우에만 다음 (11)식처럼 실행된다. 즉, 짝수라인에 짝수 캐리어 버스트 구간이 사용될시
V' →Asin(2πfsct+135°)ㆍcos(2πfsct +225+θ0)
상기 (11)식처럼 cos, sin이 바뀌게 된다.
한편, 1개의 라인에 대해 홀수, 짝수 캐리어가 바뀌면 홀수 라인에 짝수 캐리어가 사용되므로
V' →Asin(2πfsct+225°)ㆍcos(2πfsct +135+θ0)
즉, 이렇게 기준위상이 바뀌게 되면 (11), (12)식에서 보듯이 V', U' 의 값이 완전히 (+), (-)가 바뀌게 된다. 이로서 알 수 있는 것은 다음과 같다.
(가) 버스트 구간의 복조 캐리어를 135°, 225°를 반복하면, (나) 버스트 구간의 색차신호 U', V' 를 얻을 수 있는데, (다) 그 값이 매 라인마다 같은 수식이면 (7), (10)식처럼 정상적이며, 제대로된 위상임을 알 수 있고, (라) 그 값이 매 라인마다 반대부호를 가지면 (11), (12)식에서와 같이 틀린 위상이므로 다음번 라인 때 부호를 바뀌어야 한다.
한편, 초기 위상차 (θ0)는 매 라인마다 거의 불변하거나 약간씩만 변화하는 값이므로 0~360°의 각도내에서 거의 고정되어 있다.
따라서 이를 검출하는 방법은 한 라인에 대하여 V', U' 를 구하고, 다음 라인에 대해 V', U' 를 구한 다음, 이들이 차이가 작으면 정상이고, 크면 비정상이므로 위상오차 수정신호를 만들면 된다. 한편, 비정상의 경우에 이것이 정상으로 복원되는 과정을 보면,
따라서, 차분값이 현재 값보다 크면 에러임을 알 수 있다.
여기서 문제는 교정되어지는 순간인데, 차분 ｜V'/+｜U'｜과 현재의 ｜V'/+｜U'｜를 비교하면 현재 ｜V'/+｜U'｜이고, 차분은이므로 M(θ0)＜N(θ0)이다.
상기한 결과에 대해 제8도와 같이 구성되어 지는데, 색복조부(403)의 출력으로 부터 위상검출하여 디지탈 파형 발생기(407)를 제어하기 위한 위상검출부(405)의 내부는 상기 (10)식에서와 같이 버스트구간 동안 색차신호를 구하기 위한 버스트구간 색차신호(U', V', U'', V'') 검출부(711)와, 상기 색차신호 검출부(711)의 출력으로 부터 라인의 차를 검출하여 라인간 차에 의해 위상오차를 계산하여 에러값을 발생하는 위상오차 계산부(712)로 구성된다.
제9도는 제8도의 구체 회로도로서, 제8도의 색차신호 검출부(711)는 색복조부(403)의 출력 U, V 신호를 클럭단(CLK)의 클럭에 따라 래치회로(801,802)에서 래치하고 가산기(803,804)에서 이전 신호와 가산하여 래치회로(805,806)에서 래치한다.
상기 래치회로(805,806)의 출력은 래치회로(807,808)에서 버스트구간의 폴링에지신호단(BP1,BP2)의 신호에 따라 래치한다. 상기 래치회로(807,808)의 출력은 버퍼회로(811,812)에서 완충하여 제1차로 버스트구간의 색차신호(U', V')를 발생하고 이를 위상 오차계산부(712)의 감산기(817,818) 및 절대값회로(821,822)에 입력하여 절대치화한 후 가산기(823)에서 가산한다. 한편 상기 버퍼회로(811,812)의 출력을 래치회로(813,814)에 인가하여 이전라인의 색차신호(U', V')를 발생하고, 이를 감산기(817,818)에서 감산한다. 상기 감산기(817,818)에서 감산하여 절대값회로(819.820)에서 절대값으로 치환한 값을 가산기(820)에서 가산한다. 상기 가산기(824,823)의 출력(A113)은 비교기(825)에서 비교한다. 상기 가산기(823)의 출력(A)은 가산기(824)의 출력(B)보다 적을 때(A＜B)발생되는 값이 1 일 때 이상상태의 신호를 발생하며, A＜B가 0 일때 정상상태가 되는 신호가 발생된다. 따라서 위상오차 검출부(405)의 출력은 디지탈 파형발생기(407)에 인가하여 색차신호 복조에 있어 캐리어 위상이 틀릴 때 위상보정 하도록 되어 있다. 그리고 상기 제9도의 절대값회로(819,820,821,822)는 입력 MSB와 전체 입력을 익스클루시브 오아게이트에서 처리하여 절대값으로 출력토록 구성되어 있다.
상술한 바와 같이 PAL로 방송되는 영상신호를 디지탈 신호로 처리 복조함에 있어서 PAL 고유의 복조 캐리어의 위상변화에 따른 색복조 오류를 작동으로 검출하여 올바른 색 재현을 할 수 있는 이점이 있다.

Claims (2)

  1. 팔방송시스템의 디지탈 색복조를 위한 복조 캐리어에 위상 보정회로에 있어서, 상기 팔 복합 영상신호로 부터 스펙트럼의 특성을 이용하여 색신호를 분리해내는 1차원 대역통과 필터(501)와, 상기 PAL 신호로 부터 상기 대역통과필터(50)의 출력의 차를 구하여 휘도(Y)신호를 발생하는 감산기(502)와, 위상신호 발생을 위한 어드레스신호를 발생하는 카운터 위상 발생부(601)와, 상기 카운터 위상 발생부(601)에서 발생되는 어드레스 신호에 의해 정현파를 발생하는 롬(602)과, 상기 1차원 대역통과 필터(501)의 출력신호를 상기 롬(602)에서 발생하는 Cos 2πfsct, Sin2πfsct신호와 곱하는 곱셈기(701,702)와, 상기 곱셈기(701,702)의 출력을 저역통과 필터링하여 U, V색차신호를 발생하는 저역통과필터(703,704)와, 상기 저역통과필터(703,704)의 각 출력으로 부터 색차를 검출하여 오차에 따라 위상을 보정한 후 보정결과를 상기 카운터 위상 발생부(601)에 제공하는 위상검출부(405)로 구성됨을 특징으로 하는 팔방송 시스템의 디지탈 색복조를 위한 복조 캐리어 위상보정회로.
  2. 제1항에 있어서, 위상 검출부(405)는 상기 저역통과필터(703,704)의 출력 U, V 신호를 클럭단(CLK)의 클럭에 따라 래치하여 위상을 지연하는 래치회로(805,806)와, 상기 래치회로(801,802)의 출력과 이전신호를 가산하는 가산기(803,804)와, 상기 가산기(803,804)의 출력을 래치하여 위상을 지연하는 래치회로(805,806)와, 상기 래치회로(805,806)의 출력은 버스트구간의 폴링에지신호단(BP1,BP2)의 신호에 따라 래치하여 위상을 지연하는 래치회로(807,808)와, 상기 래치회로(807,808)의 출력을 완충하는 버퍼회로(811,812)와, 상기 버퍼회로(811,812)의 출력을 클럭단(CLK)의 클럭에 따라 래치하여 위상을 지연하는 래치회로(813,814)와, 상기 버퍼회로(811,812)의 출력(U', V')으로 부터 래치회로(813,814)의 출력을 감산하여 차를 구하는 감산기(817,818), 상기 버퍼회로(811,812)의 출력을 절대치화하는 절대치회로(821,822)와, 상기 감산기(817,818)의 출력을 절대치화하는 절대치회로(819,820)와, 상기 절대치회로(819,820)의 출력을 가산하는 가산기(824)와, 상기 절대치회로(812,822)의 출력을 가산하는 가산기(823)와, 상기 가산기(821,823)의 출력을 비교하여 정상, 비정상에 따라 상태신호를 발생하는 비교기(825)로 구성됨을 특징으로 하는 팔 방송시스템의 디지탈 색복조를 위한 복조캐리어 위상 보정회로.
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