KR19990001545A - 영상처리 시스템에서의 동기신호 발생장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 영상 처리 시스템에서의 동기신호 발생장치를 개시한다. 이 동기신호 발생장치는 복합 동기신호를 입력하여 수평 동기신호 및 그 관련신호를 발생하며, 위상 검출기, 루프 필터, 단일 발진기 및 분주부로 구성된다. 위상 검출기는 복합 동기신호와 제1 분주신호의 위상을 비교하고, 비교된 위상차에 상응하여 에러 전압을 발생하며, 루프 필터는 에러 전압의 직류 성분을 필터링하여 제어 전압을 출력하며, 단일 발진기는 복합 동기신호의 유무에 따라 발생되는 동기 검출신호에 응답하여 자체적으로 제1 발진 주파수를 발생하거나, 제어 전압에 응답하여 발진 주파수를 발생하며, 분주부는 발진 주파수를 소정수의 분주율들로 분주하여, 제1 분주신호를 출력함과 동시에 수평 동기신호로서 출력하고, 제2 분주신호를 관련신호로서 출력하는 것을 특징으로 한다.

Description

영상 처리 시스템에서의 동기신호 발생장치

본 발명은 동기신호 발생장치에 관한 것으로서, 특히 영상 처리 시스템에서 복합 동기신호를 입력하여 수평 동기신호 및 그 관련 신호들을 발생하는 동기신호 발생장치에 관한 것이다.

도 1은 종래의 비디오 카세트 리코더(VCR:Video Cassette Recoder)에서의 OSD(On Screen Display) 동기신호 발생장치의 블럭도로서, 위상 검출기(12), 루프 필터(14), 전압 제어 발진기(16)(VCO:Voltage Controlled Oscillator), 32분주기(18), LC 발진기(20), 동기 검출기(22) 및 수정(X-TAL) 발진기(24)로 구성된다.

도 1에 도시된 VCR에서의 종래의 OSD 동기신호 발생장치는 영상신호가 존재할 때 영상신호로부터 분리된 복합 동기신호(CSYNC:Composite Synchronous)를 입력하여 위상 동기 루프(PLL:Phase-Locked Loop)회로를 거쳐 수평 동기신호(HSYNC:Horizantal Synchronous)와 도트 클럭(DCLK:Dot Clock)을 발생하고, 영상신호가 존재하지 않을 때 자체적으로 블루백(BBCK:Blueback)신호를 발생한다.

도 1을 참조하여 간략하게 설명하면, 위상 검출기(12)는 외부로부터 인가되는 복합 동기신호(CSYNC)와 VCO 발진 주파수를 32분주한 신호의 위상을 비교한다. 이때 위상 검출기(12)는 복합 동기신호(CSYNC)의 하이 구간에서만 위상을 비교하고, 비교된 위상차에 상응하여 에러 전압을 발생한다. 루프 필터(14)는 에러 전압의 직류 성분을 필터링하여 VCO(16)를 제어하는 제어 전압으로 출력한다. VCO(16)는 제어 전압에 응답하여 내부 커패시턴스와 저항값에 의해 발진 주파수를 출력하는데, 정상 동작시 약 503KHz의 발진 주파수를 출력한다. 32분주기(18)는 503KHz의 발진 주파수를 32분주하고, 분주된 신호를 전술한 위상 검출기(12)로 피드백함과 동시에 약 15.7KHz의 주파수를 갖는 수평 동기신호(HSYNC)로서 출력한다. 또한, LC 발진기(20)는 32분주기(18)의 출력에 의해 즉, 수평 동기신호(HSYNC)에 동기하여 약 7MHz의 주파수를 갖는 도트 클럭(DCLK)을 출력한다.

여기서, 수평동기신호(HSYNC)는 OSD 신호의 수평 동기신호로서 이용되어 외부에서 들어오는 잡음이나 OSD 신호의 흔들림을 보상해준다. 도트 클럭(DCLK)은 화면상에 문자를 표시해주는 클럭으로서, 이 클럭에 따라 화면상에 OSD 문자가 표시된다.

한편, 도 1에 도시된 동기 검출기(22)는 복합 동기신호(CSYNC)의 유무를 검출하여 복합 동기신호(CSYNC)가 위상 검출기(12)로 입력되지 않으면, X-TAL 발진기(24)를 동작시킨다. X-TAL 발진기(24)는 영상 신호가 존재하지 않을 때 화면상에 블루백신호(BBCK)를 출력하기 위해서, 자체적으로 발진하여 4fsc의 수정 발진 주파수를 갖는 블루백신호(BBCK)를 출력한다.

지금까지 설명한 종래의 OSD 동기신호 발생장치는, 서로 다른 3개의 발진기, 즉, VCO(16), LC 발진기(20) 및 X-TAL 발진기(24)를 이용하여 각각 수평 동기신호(HSYNC), 도트 클럭(DCLK) 및 블루백신호(BBCK)를 발생한다.

따라서, 동기신호 발생장치의 회로 및 외부 응용회로가 복잡해지고, 칩으로 구현할 시에 칩내에서 발진기들 상호간에 간섭을 일으켜 잡음원으로서 작용하고, 내부 PLL회로에 영향을 주어 화면상에 문자 잡음을 발생한다. 또한, 세트상에서도 서로 다른 3개의 발진기를 사용함으로써 발진 신호들 상호간에 영향으로 세트 잡음 및 전자파 장애를 일으킨다.

또한, 칩내에서 발진하는 VCO를 이용한 PLL회로로부터 수평 동기신호(HSYNC)를 얻을 경우에, VCO는 공정상의 내부 커패시턴스 및 저항값의 변화에 따라 넓은 공정 산포를 가지는 VCO 발진 주파수를 발생하므로, 바람직한 수평 동기신호(HSYNC)를 얻지 못한다. 즉, 공정 산포에 따라 매우 불안정한 VCO 발진 주파수 특성을 나타내어 VCO 발진 주파수의 범위를 벗어나서 위상 동기되는 현상이 발생되면, 결국 주파수가 어긋난 수평 동기신호(HSYNC)를 얻게 되어 화면상에 문자 떨림 및 시스템 오동작을 초래하였다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 다수개의 발진기를 사용하지 않고 회로를 간단하게 구성함으로써, 다수개의 발진기들 상호간에 간섭에 따른 잡음을 제거하고, 공정 산포에 민감한 VCO 발진기의 불안정한 특성을 개선하는 영상 처리 시스템에서의 동기신호 발생장치를 제공하는데 있다.

도 1은 비디오 카세트 리코더에서의 종래의 OSD 동기신호 발생장치의 블럭도이다.

도 2는 본 발명에 따른 동기신호 발생장치의 바람직한 실시예의 블럭도이다.

상기 과제를 이루기 위하여, 복합 동기신호를 입력하여 수평 동기신호 및 그 관련신호를 발생하는 본 발명에 따른 영상 처리 시스템에서의 동기신호 발생장치는, 위상 검출기, 루프 필터, 단일 발진기 및 분주부로 구성되는 것이 바람직하다. 여기서, 위상 검출기는 복합 동기신호와 수평 동기신호의 위상을 비교하고, 비교된 위상차에 상응하여 에러 전압을 발생하며, 루프 필터는 에러 전압의 직류 성분을 필터링하여 제어 전압을 출력하며, 단일 발진기는 복합 동기신호의 유무에 따라 발생되는 동기 검출신호에 응답하여 자체적으로 발진 주파수를 발생하거나, 제어 전압에 응답하여 발진 주파수를 발생하며, 분주부는 발진 주파수를 소정수의 분주율들로 분주하여, 제1 분주된 신호를 수평 동기신호로서 출력하고, 제2 분주된 신호를 도트 클럭으로서 출력하는 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명에 따른 영상 처리 시스템에서의 동기신호 발생장치의 구성 및 동작을 첨부한 도면을 참조하여 다음과 같이 설명한다.

본 발명에 따른 동기신호 발생장치는 동기신호를 요구하는 각종 영상 시스템에 적용가능한 동기신호 발생장치로서, 복합 영상신호를 입력하여 수평 동기신호 및 그 관련 신호들을 발생하는 OSD 동기신호 발생장치를 그 예로 하여 그 구성 및 동작을 설명한다.

도 2는 본 발명에 따른 동기신호 발생장치의 바람직한 실시예의 블럭도로서, 위상 검출기(32), 루프 필터(34), 수정 전압 제어 발진기(36)(X-TAL VCO) 및 910분주기(40)와 2분주기(42)로 이루어진 분주부(38)로 구성된다.

도 2에 도시된 위상 검출기(32)는 외부로부터 인가되는 영상신호에서 분리된 복합 동기신호(CSYNC)를 기준 신호로서 입력하고, 이후에 설명될 X-TAL VCO(36)의 출력을 910분주한 수평 동기신호를 비교 신호로서 입력한다. 위상 검출기(32)는 이들 두 신호의 위상을 비교하고, 비교된 위상차에 상응하여 에러 전압을 발생한다. 루프 필터(34)는 위상 검출기(32)로부터의 에러 전압의 고주파 성분을 제거하고, 저주파 성분만을 필터링하여 X-TAL VCO(36)를 제어하는 제어 전압으로서 출력한다.

X-TAL VCO(236)는 루프 필터(34)로부터의 제어 전압 또는 동기 검출신호(SYNC_D)에 응답하여 발진 주파수를 발생한다. 여기서, 동기 검출신호(SYNC_D)는 복합 동기신호(CSYNC)의 유무 즉, 영상신호의 존재 유무를 검출하는 동기 검출기(미도시)로부터 발생된다. 복합 동기신호(CSYNC)가 위상 검출기(32)로 입력되지 않을 경우에, X-TAL VCO(36)는 동기 검출신호(SYNC_D)에 응답하여 자체적으로 발진 주파수를 발생하는 X-TAL 발진기로서 동작한다.

한편, 복합 동기신호(CSYNC)가 위상 검출기(32)로 입력될 경우에, X-TAL VCO(36)는 루프 필터(34)로부터의 제어 전압에 응답하여 발진 주파수를 선형적으로 변화시키는 전압 제어 X-TAL 발진기로서 동작한다. 즉, 기본적인 PLL 동작으로서, X-TAL VCO(36)로부터의 발진 주파수를 910분주한 수평 동기신호가 위상 검출기(32)의 기준 신호인 복합 동기신호(CSYNC)보다 위상이 지연되면, 에러 전압에 상응하여 루프 필터(34)로 전류가 흐르게 되고, 이에 따라 제어 전압이 상승되어 X-TAL VCO(36)의 발진 주파수가 빠르게 발생된다. 반대로, 910분주한 수평 동기신호가 복합 동기신호(CSYNC)보다 위상이 앞서게 되면, 에러 전압에 상응하여 루프 필터(34)로부터 전류가 끌어 당겨지고, 이에 따라 제어 전압이 하강되어 X-TAL VCO(36)의 발진 주파수가 느리게 발생된다.

도 2에 도시된 분주부(38)는 복합 동기신호(CSYNC)가 위상 검출기(32)로 입력됨에 따라 X-TAL VCO(36)가 제어 전압에 의해 발진 주파수를 발생할 때 그 발진 주파수를 소정 분주율들로 분주한다.

구체적으로, 910분주기(40)는 X-TAL VCO(36)의 발진 주파수를 910분주하고, 분주된 결과를 수평 동기신호(HSYNC)로서 출력한다. 여기서, X-TAL VCO(36)는 3.58MHz의 서브캐리어 주파수(fsc)의 4배인 4fsc 즉, 14.32MHz를 중심으로 발진하며, 그 발진 대역은 루프 필터(34)로 입력되는 에러 전압에 따라 일정한 주파수 범위를 갖고 조절된다. 910분주기(40)는 전술한 바와 같이, 910분주한 수평 동기신호를 위상 검출기(32)로 피드백하여 기준 신호인 복합 동기신호(CSYNC)의 비교 신호로서 사용하고, 14.32MHz의 발진 주파수를 910분주하여 약 15.7KHz의 주파수를 갖는 수평 동기신호(HSYNC)를 발생한다.

한편, 2분주기(42)는 X-TAL VCO(36)의 발진 주파수를 2분주하고, 분주된 결과를 도트 클럭(DCLK)으로서 출력한다. 즉, 14.32MHz의 발진 주파수를 2분주하여 약 7MHz의 주파수를 갖는 도트 클럭(DCLK)을 발생한다.

분주부(38)로부터 출력되는 수평 동기신호(HSYNC)는 OSD 신호의 수평 동기신호로서 이용되어 외부에서 들어오는 잡음이나 문자 흔들림 현상을 보상해 주며, 도트 클럭(DCLK)은 화면상에 문자를 표시하는데 이용된다.

또한, X-TAL VCO(36)는 복합 동기신호(CSYNC)가 위상 검출기(32)로 입력되지 않는 즉, 영상신호가 없을 때는 PLL을 동작시키지 않고 X-TAL 자체 발진 모드로 절환하여, 4fsc의 발진 주파수를 갖는 블루백신호(BBCK)를 발생한다.

지금까지 설명한 본 발명에 따른 동기신호 발생장치는 하나의 발진기 즉, X-TAL VCO를 이용하여 수평 동기신호(HSYNC) 및 도트 클럭(DCLK)을 발생하거나, 블루백신호(BBCLK)를 발생한다. 즉, 종래의 VCR용 OSD 동기신호 발생장치는 X-TAL 발진기의 자체 발진 주파수와 복합 동기신호(CSYNC)가 정확하게 동기되지 않기 때문에 X-TAL 발진기의 출력을 2분주하여 도트 클럭(DCLK)으로서 사용하지 못하고 별도의 발진기인 LC 발진기를 사용하였다. 그러나, 본 발명에 따른 동기신호 발생장치는 복합 동기신호(CSYNC)와 X-TAL VCO의 발진 주파수가 PLL 동작으로 정확하게 동기되므로, X-TAL VCO의 출력을 2분주하여 도트 클럭(DCLK)으로서 사용할 수 있다.

또한, 도 2에 도시된 본 발명에 따른 동기신호 발생장치는 하나의 실시예로서 수평 동기신호 및 그 관련신호들을 발생하는데 한정되어 설명되었지만, 전술한 실시예에 제한되지 않고, 그 변형이 가능하다는 것은 본 기술의 당업자에게 명백할 것이다. 예컨대, 910분주기 및 2분주기이외에 다른 분주기를 추가하여 다른 동기신호를 발생할 수도 있고, 단일 발진기로서 X-TAL VCO이외에 다른 발진기를 이용할 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 동기신호 발생장치는, 하나의 발진기를 이용하여 수평 동기신호 및 도트 클럭을 발생하거나, 블루백신호를 발생함으로써, 발진기들 상호 간섭에 따른 잡음을 제거하고, 회로 구성이 간단하여 비용이 절감하며, 또한 칩 내부에서 발진하는 VCO 대신에 외부 X-TAL VCO에 의한 VCO 방식을 채택함으로써 공정 산포 및 외부 요인에 상관 없이 일정한 중심 주파수를 갖는 PLL 특성을 구현하여 안정된 문자 표시를 가능케하는 이점이 있다.

Claims (4)

1. 복합 동기신호를 입력하여 수평 동기신호 및 그 관련신호를 발생하는 영상 처리 시스템에서의 동기신호 발생장치에 있어서,

   상기 복합 동기신호와 제1 분주신호의 위상을 비교하고, 비교된 위상차에 상응하여 에러 전압을 발생하는 위상 검출수단;

   상기 에러 전압의 직류 성분을 필터링하여 제어 전압을 출력하는 루프 필터;

   상기 복합 동기신호의 유무에 따라 발생되는 동기 검출신호에 응답하여 자체적으로 제1 발진 주파수를 발생하거나, 상기 제어 전압에 응답하여 상기 발진 주파수를 발생하는 발진수단; 및

   상기 발진 주파수를 소정수의 분주율들로 분주하여, 상기 제1 분주신호를 출력함과 동시에 상기 수평 동기신호로서 출력하고, 제2 분주신호를 상기 관련신호로서 출력하는 분주수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 영상 처리 시스템에서의 동기신호 발생장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 발진수단은,

   상기 동기 검출신호에 응답하여 자체적으로 발진하는 수정 발진기로서 동작하거나, 상기 제어 전압에 의해 발진하는 전압 제어 수정 발진기로서 동작하는 수정 전압 제어 발진기인 것을 특징으로 하는 동기신호 발생장치.
3. 제2항에 있어서, 상기 발진수단은,

   상기 동기 검출신호에 응답하여 상기 수정 발진기로서 동작할 경우에 상기 발진 주파수를 갖는 신호를 블루백신호로서 출력하는 것을 특징으로 하는 동기신호 발생장치.
4. 제1항에 있어서, 상기 분주수단은,

   상기 발진 주파수를 상기 제1 분주율로 분주하고, 분주된 결과를 상기 수평 동기신호로서 출력하는 제1 분주수단; 및

   상기 발진 주파수를 상기 제2 분주율로 분주하고, 분주된 결과를 도트 클럭으로서 출력하는 제2 분주수단을 구비하고,

   상기 수평 동기신호는 OSD 신호의 수평 동기신호로서 이용되고, 상기 도트 클럭은 상기 OSD 신호를 화면상에 표시하는데 이용되는 것을 특징으로 하는 동기신호 발생장치.