KR100498433B1

KR100498433B1 - 디지탈 회로를 이용한 수평동기신호 발생장치 및 방법

Info

Publication number: KR100498433B1
Application number: KR1019980025886A
Authority: KR
Inventors: 이영범
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 1998-06-30
Filing date: 1998-06-30
Publication date: 2006-02-28
Also published as: KR20000004450A

Abstract

디지탈 회로를 이용한 수평 동기 신호 발생 장치 및 방법이 개시된다. 본 발명에 따른 디지탈 방식을 이용한 수평 동기 신호 발생 장치는, 소정 시스템 클럭 신호에 응답하여 외부에서 인가되는 수평 동기 신호를 카운팅하고, 카운팅된 결과를 수평 동기 신호의 주기 정보로서 출력하는 수평 동기 신호 주기 측정 수단, 외부에서 인가된 수평 동기 주파수 선택 신호에 응답하여 주기 정보가 정상적인가를 판단하고, 판단된 결과를 출력하는 수평 동기 신호 판단 수단, 수평 동기 주파수 선택 신호와 주기 정보에 응답하여 입력된 수평 동기 신호를 보정하고, 보정된 수평 동기 신호를 출력하는 수평 동기 신호 보정 수단, 수평 동기 주파수 선택 신호에 상응하는 자주 주파수 신호를 생성하고, 생성된 자주 주파수 신호를 출력하는 자주 주파수 신호 발생 수단 및 수평 동기 신호 판단 수단에서 출력된 판단 결과를 선택 신호로서 입력하고, 선택 신호에 응답하여 수평 동기 신호 보정 수단의 출력 또는 자주 주파수 신호 발생 수단의 출력을 선택적으로 출력하는 멀티플렉서를 구비하는 것을 특징으로하고, 본 발명에 따르면 디지탈 회로로 구현되는 수평 동기 신호 보정 수단 및 자주 주파수 신호 발생 수단등을 이용함으로써 회로 전체의 사이즈를 크게 하지 않고도 디지탈화된 수평 동기 신호 발생 장치를 구현할 수 있다는 효과가 있다.

Description

디지탈 회로를 이용한 수평 동기 신호 발생 장치 및 방법

본 발명은 텔레비젼 시스템과 같은 영상 처리 시스템에 관한 것으로서, 특히, 외부에서 인가된 수평 동기 신호를 디지탈 회로를 이용하여 내부 수평 동기 신호로서 발생시키는 디지탈 회로를 이용한 수평 동기 신호 발생 장치 및 방법에 관한 것이다.

최근에는 디지탈 회로 설계 기술이 발달함에 따라서 아날로그 방식을 이용한 많은 영상 처리 시스템을 디지탈 회로로 전환하여 구현하는 것이 가능하게 되었다. 이러한 추세에 따라서 많은 영상 시스템 특히, 텔레비젼 시스템 설계자들도 아날로그 방식으로 구현된 TV시스템을 디지탈 방식으로 교체하고자 노력하고 있다. 그러나, 이와 같이 아날로그 방식으로 구현된 TV 시스템을 디지탈 방식으로 변환하면, 회로가 복잡해지고 사이즈가 더 커지게 된다.

TV시스템에 구비되는 아날로그 방식을 이용하는 회로들 중 한 예로서 수평 동기 신호를 발생시키는 수평 동기 신호 발생 장치를 들 수 있다. 즉, TV시스템에서 수평 동기 신호는 수평 구동 트랜지스터를 구동하여 화상 정보의 수평 위치를 조절하는 역할을 한다. 이 때, 수평 동기 신호가 입력되지 않거나 그 주파수가 지나치게 낮은 경우에는 순간적으로 수평 구동 트랜지스터에 과전류가 인가되어 트랜지스터가 파괴되는 현상이 발생할 수 있다.

이러한 문제점을 해결하기 위해서, 종래의 아날로그 방식으로 구현된 TV시스템에서는 위상 동기 루프(Phase Locked Loop:PLL)를 이용하여 수평 동기 신호의 위상을 검출함으로써 위상 로킹 상태가 되도록 제어하는 방법을 이용하였다. 그러나, 디지탈 방식으로 구현된 TV시스템에서 상기의 아날로그 PLL을 그대로 적용하여 디지탈 회로로 구현하는 것은 매우 어려울 뿐 아니라, 회로의 사이즈도 증가하게 된다는 문제점이 있다.

본 발명이 이루고자하는 기술적 과제는, 위상 동기 루프를 이용하지 않고 디지탈 회로로 구현되는 수평 동기 신호 보정부와 자주 주파수 신호 발생부를 이용하여 디지탈 방식으로 수평 동기 신호 발생 장치를 구현함으로써 회로 사이즈를 줄일 수 있는 디지탈 회로를 이용한 수평 동기 신호 발생 장치를 제공하는데 있다.

본 발명이 이루고자하는 다른 기술적 과제는, 상기 디지탈 회로를 이용한 수평 동기 신호 발생 장치에서 수행되는 수평 동기 신호 발생 방법을 제공하는데 있다.

상기 과제를 이루기위해, 본 발명에 따른 디지탈 회로를 이용한 수평 동기 신호 발생 장치는, 소정 시스템 클럭 신호에 응답하여 외부에서 인가되는 수평 동기 신호를 카운팅하고, 카운팅된 결과를 수평 동기 신호의 주기 정보로서 출력하는 수평 동기 신호 주기 측정 수단, 외부에서 인가된 수평 동기 주파수 선택 신호에 응답하여 주기 정보가 정상적인가를 판단하고, 판단된 결과를 출력하는 수평 동기 신호 판단 수단, 수평 동기 주파수 선택 신호와 주기 정보에 응답하여 입력된 수평 동기 신호를 보정하고, 보정된 수평 동기 신호를 출력하는 수평 동기 신호 보정 수단, 수평 동기 주파수 선택 신호에 상응하는 자주 주파수 신호를 생성하고, 생성된 자주 주파수 신호를 출력하는 자주 주파수 신호 발생 수단 및 수평 동기 신호 판단 수단에서 출력된 판단 결과를 선택 신호로서 입력하고, 선택 신호에 응답하여 수평 동기 신호 보정 수단의 출력 또는 자주 주파수 신호 발생 수단의 출력을 선택적으로 출력하는 멀티플렉서로 구성되는 것이 바람직하다.

상기 다른 과제를 이루기위해, 본 발명에 따른 디지탈 회로를 이용한 수평 동기 신호 발생 방법은, (a)외부에서 인가된 수평 동기 신호가 정상 신호인가를 판단하는 단계, (b) (a)단계에서 수평 동기 신호가 정상 신호가 아니면, 외부에서 인가된 수평 동기 주파수 선택 신호에 상응하는 자주 주파수 신호를 출력하는 단계, (c) (a)단계에서 수평 동기 신호가 정상 신호라고 판단되면, 소정 시간 동안 인가된 수평 동기 신호를 분석하여 그 주파수를 예측하는 단계, (d) (c)단계에서 인가된 수평 동기 신호에 노이즈 성분이 발생하였는가를 판단하는 단계, (e) (d)단계에서 노이즈 성분이 발생하지 않았으면, 수평 동기 신호를 그대로 출력하는 단계 및 (f) (d)단계에서 노이즈 성분이 발생하였으면, 예측된 수평 동기 신호의 주파수와 같은 주파수 신호를 생성하여 노이즈 성분을 보정하는 단계로 구성되는 것이 바람직하다.

이하, 본 발명에 따른 디지탈 회로를 이용한 수평 동기 신호 발생 장치에 관하여 첨부된 도면을 참조하여 다음과 같이 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 디지탈 회로를 이용한 수평 동기 신호 발생 장치의 바람직한 실시예의 블럭도로서, 수평 동기 신호 주기 측정부(10), 수평 동기 신호 판단부(12), 수평 동기 신호 보정부(14), 자주 주파수(Free-running Frequency) 신호 발생부(16) 및 멀티플렉서(18)를 포함한다. 여기에서, 수평 동기 신호 발생 장치에 포함된 모든 블럭들은 시스템 클럭 신호(CLK)에 응답하여 동작하는 디지탈 회로로 구현된다.

도 1에 도시된 수평 동기 신호 주기 측정부(10)는 소정 시스템 클럭 신호(CLK)에 응답하여 외부에서 인가되는 수평 동기 신호(HSYNC_IN)를 카운팅하고, 카운팅된 결과를 수평 동기 신호의 주기 정보로서 출력한다. 즉, 수평 동기 신호 주기 측정부(10)는 인가되는 수평 동기 신호(HSYNC_IN)를 카운팅하는 카운터로 구현된다.

수평 동기 신호 판단부(12)는 수평 동기 신호 주기 측정부(10)에서 출력된 주기 정보를 입력하고, 시스템 클럭 신호(CLK)와 외부에서 인가된 수평 동기 주파수 선택 신호(HSYNC_SEL)에 응답하여 상기의 주기 정보에 의한 수평 동기 신호(HSYNC_IN)가 정상적인가를 판단한다. 여기에서 판단된 결과는 멀티플렉서(18)의 선택 신호(SEL)로서 인가된다. 이 때, 수평 동기 신호는 국제적인 공통 규격 즉, TV방식에 따른 규격이 있으므로 이러한 공통 규격에 따른 수평 동기 신호의 주기와 입력된 수평 동기 신호(HSYNC_IN)의 주기를 비교하면, 현재 입력되는 수평 동기 신호(HSYNC_IN)의 상태가 정상적인지 비정상적인지를 쉽게 판별할 수 있다. 예를 들어, NTSC(National Television System Committee)방식의 경우에 수평 동기 신호는 15.734KHz의 주파수를 갖고, PAL(Phase Alternating by Line System) 방식인 경우에는 15.624KHz의 주파수를 갖게 되므로 입력되는 주기 정보를 검출하여 정상 신호인지 아닌지를 판단할 수 있다.

수평 동기 신호 보정부(14)는 수평 동기 신호 주기 측정부(10)에서 출력된 주기 정보와, 외부에서 인가된 수평 동기 주파수 선택 신호(HSYNC_SEL)에 응답하여 수평 동기 신호(HSYNC_IN)를 보정하고, 보정된 결과를 출력한다. 즉, 수평 동기 신호 보정부(14)는 초기의 동작 상태에서부터 소정 시간 동안 입력된 수평 동기 신호(HSYNC_IN)를 분석하고, 분석된 결과에 따라서 수평 동기 신호의 주파수를 예측한다. 따라서, 수평 동기 신호 보정부(14)는 입력되는 수평 동기 신호(HSYNC_IN)가 예측된 주파수를 가지면 수평 동기 신호(HSYNC_IN)를 그대로 출력하고, 만일 수평 동기 신호에 순간적인 노이즈가 발생하여 예측된 주파수를 갖지 않는 경우에는, 상기의 예측된 주파수와 같은 주파수를 갖는 발진 주파수 신호를 자체적으로 생성함으로써 입력된 수평 동기 신호(HSYNC_IN)에 섞인 노이즈 성분을 보정한다. 여기에서, 수평 동기 신호 보정부(14)의 상세한 동작에 관해서는 하기의 도 2를 참조하여 상세히 설명되어진다.

도 2(a)~2(d)는 도 1에 도시된 장치의 수평 동기 신호 보정부(14)의 동작을 설명하기 위한 파형도들로서, 2(a)는 예측되는 수평 동기 신호를 나타내고, 2(b)와 2(c)는 인가되는 수평 동기 신호(HSYNC_IN)의 한 예를 나타내고, 2(d)는 수평 동기 신호 보정부(14)의 출력을 나타낸다.

즉, 영상 정보를 디스플레이하는 TV시스템에서는 정확한 수평 동기 신호가 입력되어야만 고화질의 화면을 디스플레이할 수 있다. 그러나, 이러한 수평 동기 신호는 공중파로 전송하는 도중이나, TV수상기의 외부에서 입력되는 노이즈 성분의 영향으로 신호가 왜곡되는 현상이 발생할 수 있다. 따라서, 이러한 신호의 왜곡으로 인해 수평 동기 신호에 펄스가 순간적으로 사라진다거나, 더 부가되어 나타나는 경우가 발생할 수 있다. 만약, 왜곡된 수평 동기 신호를 그대로 전송하는 경우에는 수평 방향으로 불완전한 화면이 재생되어 화면의 찌그러짐과 같은 현상이 발생하게 된다. 또한, 순간적으로 펄스가 사라진 수평 동기 신호를 그대로 출력하는 경우에는 수평 구동 트랜지스터에 과도한 부하가 연결되고, 심한 경우에는 트랜지스터를 파괴하는 경우가 발생하게 된다. 따라서, 이러한 경우가 발생하는 것을 방지하기 위해 왜곡된 수평 동기 신호를 보정해줄 필요가 있다. 결국, 수평 동기 신호 보정부(14)는 수평 동기 신호에 순간적으로 나타나는 노이즈 성분을 보정하여 정상적인 수평 동기 신호를 발생할 수 있도록 제어한다.

예를 들어, 도 2(a)~2(d)를 참조할 때, 도 2(a)와 같은 수평 동기 신호의 파형이 예측되었다고 가정한다. 이 때, 수평 동기 신호가 노이즈 성분으로 인해 2(b) 또는 2(c)와 같이 펄스가 빠진 형태로 입력되었다고 가정하면, 수평 동기 신호 보정부(14)는 2(a)의 예측된 수평 동기 신호와 같은 주파수를 갖는 발진 주파수 신호를 생성하여 노이즈 성분으로 인해 왜곡된 수평 동기 신호를 보정하게 되고 도 2(d)에 도시된 바와 같이 정상적인 수평 동기 신호를 출력하게 된다.

다시, 도 1을 참조하면, 자주 주파수 신호 발생부(16)는 외부에서 인가된 수평 동기 주파수 선택 신호(HSYNC_SEL)에 상응하는 자주 주파수 신호를 생성한다. 즉, 자주 주파수 신호 발생부(16)는 입력되는 수평 동기 신호(HSYNC_IN)에 관계없이, 수평 동기 주파수 선택 신호(HSYNC_SEL)에 따라서 일정하게 발진하는 발진 주파수 신호를 생성한다. 여기에서, 발진 주파수 신호는 수평 동기 신호의 주파수를 나타내며, NTSC방식에서는 15.734KHz, PAL방식에서는 15.624KHz가 된다. 따라서, 수평 동기 신호가 인가되지 않는 경우에도 정상적인 수평 동기 신호를 생성함으로써 과전류가 인가되는 경우에 수평 구동 트랜지스터를 보호할 수 있다. 특히, 수평 동기 신호가 입력되지 않고 하이 레벨 또는 로우 레벨 상태로 고정되어 입력되는 경우에는 자주 주파수 신호 발생부(16)의 출력을 이용하여 새로운 수평 동기 신호를 발생시킬 수 있으므로 이를 기준으로하여 전체 시스템을 구동시킬 수 있다. 멀티플렉서(18)는 수평 동기 신호 보정부(14)에서 출력된 신호를 제1입력으로하고, 자수 주파수 신호 발생부(16)에서 출력된 신호를 제2입력으로하고, 수평 동기 신호 판단부(12)에서 출력된 선택 신호(SEL)에 응답하여 수평 동기 신호 보정부(14)의 출력 또는 자주 주파수 신호 발생부(16)의 출력을 선택적으로 출력한다. 즉, 수평 동기 신호 판단부(12)에서 수평 동기 신호(HSYNC_IN)가 정상 신호라고 판단하면, 멀티플렉서(18)의 제1입력으로 인가되는 수평 동기 신호 보정부(14)의 출력을 내부 수평 동기 신호(HSYNC_OUT)로서 출력하고, 수평 동기 신호(HSYNC_IN)가 비정상 신호라고 판단하면 자주 주파수 신호 발생부(16)에서 자주 발진되는 신호를 내부 수평 동기 신호(HSYNC_OUT)로서 출력한다.

이하에서, 본 발명에 따른 수평 동기 신호 발생 방법에 관하여 첨부된 도면을 참조하여 설명한다.

도 3은 도 2에 도시된 디지탈 회로를 이용한 수평 동기 신호 발생 장치에서 수행되는 수평 동기 신호 발생 방법을 설명하기 위한 플로우차트이다.

도 3을 참조하면, 우선, 수평 동기 신호 판단부(12)는 외부에서 인가된 수평 동기 신호(HSYNC_IN)가 정상 신호인가를 판단한다(제30단계). 상술한 바와 같이, 수평 동기 신호 판단부(12)는 수평 동기 신호 주기 측정부(10)에서 수평 동기 신호(HSYNC_IN)를 카운팅한 결과를 주기 정보로 입력하여 상기의 주기 정보를 판단함으로써 정상 신호인지 아닌지를 판단할 수 있다. 제30단계에서, 인가된 수평 동기 신호(HSYNC_IN)가 정상 신호가 아니라고 판단되면, 멀티플렉서(18)는 수평 동기 주파수 선택 신호(HSYNC_SEL)에 상응하는 자주 주파수 신호를 출력한다(제40단계).

한편, 제30단계에서 수평 동기 신호(HSYNC_IN)가 정상 신호라고 판단되면, 수평 동기 신호 보정부(14)는 초기 상태로부터 소정 시간 동안 인가된 수평 동기 신호를 분석하여 그 주파수를 예측한다(제32단계). 즉, 외부에서 인가되는 수평 동기 신호(HSYNC_IN)는 수평 동기 주파수 선택 신호(HSYNC_SEL)에 상응하여 일정한 주파수로 입력되지만 항상 정확한 주파수로 인가되는 것이 아니라, 경우에 따라서 약간의 편차가 있을 수 있다. 따라서, 어느 정도의 편차를 갖는 수평 동기 신호가 입력되더라도 그 편차가 수평 동기 신호 보정부(14)에서 예측할 수 있는 범위 내에 있으면 상기의 주파수는 정상적인 것으로 판단한다. 이 때, 도 2를 참조하여 설명되어진 바와 같이, 순간적인 노이즈 성분 또는 왜곡에 의해 상기의 예측된 주파수가 아닌 예측 가능 범위를 벗어난 주파수를 갖는 수평 동기 신호가 입력되면, 수평 동기 신호 보정부(14)는 예측된 주파수와 같은 주파수의 발진 주파수 신호를 생성하여 노이즈 성분을 보정할 수 있다. 즉, 제32단계 후에 수평 동기 신호 보정부(14)는 수평 동기 신호(HSYNC_IN)에 노이즈 성분이 발생하였는가를 판단한다(제34단계). 만약, 노이즈 성분이 발생하여 수평 동기 신호(HSYNC_IN)의 펄스가 빠지거나 부가된 상태로 입력되었다면, 상기 예측된 수평 동기 신호의 주파수와 같은 주파수 신호를 생성하여 노이즈 성분을 보정한다(제38단계). 한편, 제34단계에서 수평 동기 신호(HSYNC_IN)에 노이즈 성분이 발생하지 않았다면, 수평 동기 신호 보정부(14)는 수평 동기 신호(HSYNC_IN)가 예측된 신호와 같은 주파수를 갖는 정상적인 신호라고 판단하여 인가된 수평 동기 신호를 그대로 출력하게 된다(제36단계).

본 발명에 따르면, 디지탈 위상 동기 루프를 이용하여 수평 동기 신호를 발생시키는 것이 아니라, 디지탈 회로로 구현되는 수평 동기 신호 보정부 및 자주 주파수 신호 발생부등을 이용함으로써 회로 전체의 사이즈를 크게 하지 않고도 디지탈화된 수평 동기 신호 발생 장치를 구현할 수 있다는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 디지탈 회로를 이용한 수평 동기 신호 발생 장치의 바람직한 일실시예의 블럭도이다.

도 2는 도 1에 도시된 장치의 수평 동기 신호 보정부의 동작을 설명하기 위한 파형도들이다.

도 3은 도 2에 도시된 장치에서 수행되는 수평 동기 신호 발생 방법을 설명하기 위한 플로우차트이다.

Claims

소정 시스템 클럭 신호에 응답하여 외부에서 인가되는 수평 동기 신호를 카운팅하고, 상기 카운팅된 결과를 상기 수평 동기 신호의 주기 정보로서 출력하는 수평 동기 신호 주기 측정 수단;

외부에서 인가된 수평 동기 주파수 선택 신호에 응답하여 상기 주기 정보가 정상적인가를 판단하고, 상기 판단된 결과를 출력하는 수평 동기 신호 판단 수단;

상기 수평 동기 주파수 선택 신호와 상기 주기 정보에 응답하여 상기 입력된 수평 동기 신호를 보정하고, 상기 보정된 수평 동기 신호를 출력하는 수평 동기 신호 보정 수단;

상기 수평 동기 주파수 선택 신호에 상응하는 자주 주파수 신호를 생성하고, 상기 생성된 자주 주파수 신호를 출력하는 자주 주파수 신호 발생 수단; 및

상기 수평 동기 신호 판단 수단에서 출력된 판단 결과를 선택 신호로서 입력하고, 상기 선택 신호에 응답하여 수평 동기 신호 보정 수단의 출력 또는 상기 자주 주파수 신호 발생 수단의 출력을 선택적으로 출력하는 멀티플렉서를 포함하는 것을 특징으로하는 수평 동기 신호 발생 장치.
제1항에 있어서, 상기 수평 동기 신호 보정 수단은,

초기 상태에서부터 소정 시간 동안 인가된 상기 수평 동기 신호의 주파수를 분석하여 상기 분석된 결과에 따라서 상기 수평 동기 신호의 주파수를 예측하고, 상기 수평 동기 신호가 예측 범위 내에 있으면 상기 수평 동기 신호를 그대로 출력하고, 상기 수평 동기 신호가 상기 예측 범위 밖에 있으면 상기 예측된 주파수와 같은 주파수로 발진하는 발진 주파수 신호를 생성하는 것을 특징으로하는 수평 동기 신호 발생 장치.
(a)외부에서 인가된 수평 동기 신호가 정상 신호인가를 판단하는 단계;

(b)상기 (a)단계에서 상기 수평 동기 신호가 정상 신호가 아니면, 외부에서 인가된 수평 동기 주파수 선택 신호에 상응하는 자주 주파수 신호를 출력하는 단계;

(c)상기 (a)단계에서 상기 수평 동기 신호가 정상 신호라고 판단되면, 소정 시간 동안 인가된 상기 수평 동기 신호를 분석하여 그 주파수를 예측하는 단계;

(d)상기 (c)단계에서 상기 인가된 수평 동기 신호에 노이즈 성분이 발생하였는가를 판단하는 단계;

(e)상기 (d)단계에서 상기 노이즈 성분이 발생하지 않았으면, 상기 수평 동기 신호를 그대로 출력하는 단계; 및

(f)상기 (d)단계에서 상기 노이즈 성분이 발생하였으면, 상기 예측된 수평 동기 신호의 주파수와 같은 주파수 신호를 생성하여 상기 노이즈 성분을 보정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로하는 수평 동기 신호 발생 방법.
제3항에 있어서, 상기 (d)단계는,

상기 인가된 수평 동기 신호의 주파수가 상기 예측 가능한 범위 내에 존재하는가를 판단하는 단계임을 특징으로하는 수평 동기 신호 발생 방법.