NL8005931A - Automatisch fasegeregelde oscillatorschakeling. - Google Patents

Description

> < C/Hb/gev. 1185 - ? -1-

Titel: Automatisch fasegeregelde oscillatorschakeling.

De uitvinding heeft betrekking op een automatisch fasegeregelde oscillatorschakeling, en meer in het bijzonder op een dergelijke oscillatorschakeling, welke geschikt is voor opwekking en afgifte van een met de variërende frequen-5 tie van een uitgelezen/weergegeven of ontvangen digitaal signaal gesynchroniseerd kloksignaal.

Voor omzetting van een door uitlezing/weergave of ontvangst verkregen, digitaal signaal in een analoog signaal is het bekend, door middel van een fasevergrendelde lus een 10 met het digitale signaal gesynchroniseerd kloksignaal te vormen. Zo is bijvoorbeeld bij de opname en latere weergave van een digitaal signaal op, respectievelijk uit, een magneetband door middel van een videobandapparaat (VTR) of dergelijke inrichting reeds voorgesteld, om vdör de ingang van een derge-15 lijke fasevergrendelde lus een afstemschakeling op te nemen ter verbetering van de signaa-/ruis-verhouding van het uitgelezen of ontvangen digitale signaal en teneinde zeker te stellen, dat het invanggebied van de fasevergrendelde lus aan de eisen voldoet. Indien een dergelijke combinatie van 20 een als fasevergrendelde lus uitgevoerde schakeling en een afstemschakeling wordt toegepast, zal tijdens normale signaal-weergave, waarbij de bandtransportsnelheid van het videobandapparaat gelijk is aan diê tijdens signaalopname, een betrouwbare synchronisatie van de als fasevergrendelde lus uit-25 gevoerde schakeling met het door signaalweergave verkregen digitale signaal kunnen worden verkregen. Bij een afwijkende vorm van signaalweergave, waarbij de bandtransportsnelheid verschilt van dië tijdens signaalopname, bijvoorbeeld tijdens signaalweergave bij lage transportsnelheid, zoals bij lang-30 zaam bewegend en ook bij stilstaand beeld, of bij signaalweergave met hoge snelheid, zoals tijdens de zogenaamde bedrijfstoestand "zoeken", zal de frequentie van het uitgelezen digitale signaal echter variëren, zodat het 8005931 -2- uitgangssignaal van de afstemschakeling een verzwakking en/of een faseverschuiving ondergaat. Een dergelijke uitvoering heeft derhalve het nadeel, dat de als fasevergrendelde lus uitgevoerde schakeling niet in stabiele fasevergrendeling met 5 het uitgelezen digitale signaal blijft.

Hoewel dit nadeel zou kunnen worden vermeden door weglating van een afzonderlijke afstemschakeling, zulks tenminste bij afwijkende signaalweergavetoestanden, wordt de signaal/ruis-verhouding. van het als referentiesignaal voor de *0 fasevergrendelde lus gebruikte, uitgelezen signaal geringer, terwijl ook het invanggebied van de als fasevergrendelde lus uitgevoerde schakeling regelmatig wordt vernauwd, zodat bij een dergelijke schakeling de vergrendeling met het uitgelezen digitale signaal wordt bemoeilijkt.

15 De onderhavige uitvinding stelt zich ten doel, hierin verbetering te brengen en een automatisch fasegeregel-de oscillatorschakeling te verschaffen, welke in staat is tot opwekking en afgifte van een kloksignaal, dat op stabiele wijze met een uitgelezen of weergegeven digitaal signaal fase-.20 vergrendeld is.

Voorts stelt de uitvinding zich ten doel, een dergelijke oscillatorschakeling te verschaffen, waarbij het afgegeven kloksignaal ook, wanneer een het voor synchronisatie dienende signaal producerende weergeefinrichting zich in een 25 andere dan de normale signaalweergeeftoestand bevindt op stabiele wijze met het desbetreffende digitale signaal wordt vergrendeld.

Een ander doel van de uitvinding is het verschaffen van een oscillatorschakeling van het hiervoor genoemde type, 50 welke een groot dynamisch gebied heeft en een ondanks tempe-ratuurverloop en schommelingen van het ingangssignaal stabiele fasevergrendeling garandeert.

Daartoe verschaft de uitvinding een automatisch fasegeregelde oscillatorschakeling voor opwekking en afgifte 35 van een uitgangskloksignaal, waarvan de fase en de frequentie variëren met diê van een toegevoerd ingangsinformatiesignaal, welke is voorzien van : een ingangsschakeling voor ontvangst 8005931 ____ . * -3- van een ingangsinforiaatiesignaal; een met de ingangsschake-ling gekoppelde afstemschakeling voor ontvangst van een stuursignaal, dat de frequentie van een ontvangen ingangsin-formatiesignaal weergeeft, en voor zodanig afstemming op ba-5 sis van een dergelijk stuursignaal, dat het ingangsinformatie-signaal als een afgestemd signaal wordt doorgegeven; en van een kloksignaalgenerator, zoals een schakeling in de vorm van een fasevergrendelde lus, voor afgifte van een van de fase van het afgestemde signaal afhankelijk uitgangskloksignaal.

3_q De uitvinding leent zich in het bijzonder voor toepassing bij een digitaal videobandapparaat (DVTR), waarbij het ingangsinf ormatiesignaal wordt gevormd door een door middel van het videobandapparaat bij een relatieve beweging van de band en het bandapparaat uitgelezen, digitaal signaal, terwijl het eveneens uit de magneetband uitgelezen stuursignaal de genoemde relatieve beweging vertegenwoordigt. De oscillatorschakeling volgens de uitvinding is bij voorkeur voorzien van een.fase-vergelijkingsschakeling voor afgifte van een foutsignaal, dat het faseverschil tussen het ingangsinformatiesignaal en het 20 uitgangskloksignaal weergeeft en dient als regelsignaal voor een faseregelinrichting, zoals een variabele vertragingslijn.

De uitvinding zal worden verduidelijkt in de nu volgende beschrijving aan de hand van de bijbehorende tekening van enige uitvoeringsvormen, waartoe de uitvinding zich echter 25 niet beperkt. In de tekening tonen; figuur 1 en 2 blokschema's van respectievelijk het signaalopneemstelsel en het signaalweergeefstelsel van een digitaal videobandapparaat, waarbij een fasegeregelde oscillatorschakeling volgens de uitvinding kan worden toegepast, 30 figuur 3 een schematische weergave van de roteerba- remagneetkopeenheid van een digitaal videobandapparaat volgens de figuren 1 en 2, figuur 4 een schematisch aanzicht op de roteerbare magneetkoppen van een magneetkopeenheid volgens figuur 3, 35 figuur 5 een schematische weergave van een gedeelte van een magneetband met zich daarop onderling evenwijdig uitstrekkende, schuine registratiesporen,

Q η Ω K Q

* ΐ -4- figuur 6Α, 6Β, 6C en 7 enige schematische weergaven ter verduidelijking van de digitalisering en de codering van een· voor toepassing bij de uitvinding geschikt videosignaal, figuur 8 een blokschema.van de signaalweergeefbe-5 werkingseenheid volgens figuur 2, figuur 9 een blokschema van een als fasevergrendel-de lus uitgevoerde schakeling van gebruikelijk type, figuur 10 een principeblokschema van een uitvoeringsvorm van een automatisch fasegeregelde oscillatorschake-10 ling volgens de uitvinding, figuur 11 een schema van een detail van een gedeelte van de uitvoeringsvorm volgens figuur 10, figuur 12A-12E enige golfvormen ter verduidelijking van de werking van de uitvoeringsvorm volgens figuur 10, 15 figuur 13A en 13B enige golfvormen ter verduidelij king van enige mogelijke beperkingen van automatische fasegeregelde oscillatorschakelingen, figuur 14 een schematische weergave ter verduidelijking van het dynamische gebied van een fasevergelijkings-20 schakeling, figuur 15 een principeblokschema van een tweede uitvoeringsvorm van een automatisch fasegeregelde oscillator-schakeling volgens de uitvinding en figuur 16A-16C enige golfvormen ter verduidelijking 25 van de werking van de uitvoeringsvorm volgens figuur 15.

Daar de onderhavige uitvinding betrekking heeft op een oscillatorschakeling, welke in het bijzonder voor toepassing in het signaalweergeefstelsel van bijvoorbeeld een digitaal videobandapparaat in aanmerking komt, wordt in de onder-30 havige beschrijving in beperkte mate op het signaalopneemstel-sel van een dergelijk videobandapparaat ingegaan. Onder verwijzing naar figuur 1 wordt volstaan met op te merken, dat een in analoge vorm verkerend kleurenvideosignaal voorafgaande aan opname in digitale vorm door een signaalingangsbewerkings-35 eenheid 12 en vervolgens een analoog/digitaal-omzetschakeling 13 in voor opname van digitale signalen geschikte vorm wordt gebracht met behulp van de een klokgenerator 14 afgegeven 8005931 • * -5-.

bemonsterklokimpulsen, waarna een hier niet nader te beschrijven, zodanige aanvulling en codering van het digitale signaal door middel van een koppeleenheid 16 volgt,dat de gedigitaliseerde video-informatie met bijbehorende synchronisatie-, 5 adres- en foutherstelinformatie driekanalig wordt toegevoerd aan een drietal opneeramagneetkoppen IA, 1B en 1C van het digitale videobandapparaat, welke respectievelijk drie onderling evenwijdige en schuin over de magneetband, verlopende registratiesporen 3A, 3B en 3C op de band beschrijven en 10 daarbij de desbetreffende kanaalinformatie volgens het respectievelijk bijbehorende spoor op de band registreren.

In het signaalweergeefstelsel van het digitale videobandapparaat, waarbij toepassing van de uitvinding aanbeveling verdient, wordt de volgens de vorige alinea geregis-15 treerde, in digitale vorm gebrachte video-informatie driekanalig uitgelezen· door respectievelijk de magneetkoppen IA, 1B en 1C, welke respectievelijk de registratiesporen 3A, 3B en 3C aftasten. Zoals figuur 2 laat zien, worden de aldus uitgelezen signalen via respectievelijke weergeefversterkers 21A, 21A 20 en 21C toegevoerd aan de respectievelijk bijbehorende signaal-weergeefbewerkingseenheden 22A, 22B en 22C. In ieder van deze bewerkingseenheden 22 wordt de in serievorm toegevoerde, digitale informatie omgezet in parallelvorm, waarbij extractie van de synchronisatie-informatie, eventuele adresinformatie 25 en een eventuele foutherstelcode plaats vindt, terwijl boven-. dien zogenaamde "blokdecodering" of omzetting van 10-bits in . 8-bits informatie plaats vindt, welke in verband met de uitvinding niet ter zake doet. De resulterende 8-bits informatie wordt per kanaal toegevoerd aan een respectievelijk bijbeho-30 rende tijdbasiscorrectieschakeling 23A, 23B of 23C voor eliminatie van eventuele tijdbasisfouten aan de informatie.Iedere van deze tijdbasiscorrectieschakelingen bevat bijvoorbeeld een viertal geheugens, waarin de ontvangen, respectievelijk uitgelezen, informatie eerst in serievorm wordt ingelezen op 35 basis van met de desbetreffende informatie gesynchroniseerde klokimpulsen, waarna de informatie frequentieel wordt uitgelezen op basis van referentieklokimpulsen. Wanneer de uitie- 8005931 -6- zing dreigt de inlezing "in te halen", vindt herhaalde uitle-zing van een zojuist uitgelezen geheugen plaats; deze details vormen geen onderdeel van de onderhavige uitvinding.

Per kanaal wordt de aldus verkregen informatie door 5 de respectievelijk bijbehorende tijdbasiscorrectieschakeling 23 toegevoerd aan een respectievelijk bijbehorende foutcorrec-tiedecodeereenheid 24 (24A, 24B of 24C) voor correctie, respectievelijk verberging, van een eventueel in de informatie opgetreden fout, meer in het bijzonder een niet op grond van 10 eventuele horizontale en verticale pariteitsinformatie corrigeerbare fout. De door een foutcorrectiedecodeereenheid 24 afgegeven informatie wordt toegevoerd aan een respectievelijk bijbehorende tijdbasisexpansieschakeling 25A, 25B of 25C, welke de ontvangen informatie naar de oorspronkelijke transmis-15 siesnglheid over zet en in die vorm aan een voor de drie kanalen gemeenschappelijke koppeleenheid 26 toevoert. Deze eenheid 26 dient voor hercombinatie van de driekanalige informatie tot enkelkanalige informatie en omvat voorts een digitaal/ analoog-o’mzetschakeling 27 voor terugvoering van de digitale 20 informatie in analoge vorm. Eventueel kan de koppeleenheid 26 een in digitale vorm verkerend uitgangsvideosignaal Dout afgeven. Aangezien ook de koppeleenheid 16 van het signaalopneem-stelsel volgens figuur 1 zodanig is uitgevoerd, dat daaraan een reeds in digitale vorm verkerend video-ingangssignaal D

6X

25 kan worden toegevoerd, geldt bij een door de beide stelsels volgens respectievelijk de figuren 1 en 2 gevormd videoband-apparaat volgens de uitvinding, dat de beide wel als "editing" en "dubbing" uitgevoerde signaalbewerkingen bij een videobandapparaat van dit type kunnen worden uitgevoerd zonder 30 noodzaak tot omzetting van een analoog videosignaal in een digitaal videosignaal en omgekeerd.

Het in analoge vorm verkerende uitgangssignaal van de digitaal/analoog omzetschakeling 27 wordt aan een signaal-uitgangsbewerkingseenheid 28 toegevoerd voor afgifte van een 35 analoog kleurenvideosignaal aan de uitgangsaansluiting 29. Daarbij wordt een van een uitwendige referentiebron afkomstig referentiesignaal via een aansluiting 30 toegevoerd aan een 8005931

* V

-7- kloksignaalgenerator 31 voor vorming en afgifte van klokim-pulsen en een referentiesynchronisatiesignaal voor een stuur-signaalgenerator 32. Deze laatstgenoemde verschaft met het van de uitwendige bron afkomstige referentiesignaal gesynchro-5 niseerde stuursignalen, zoals bijvoorbeeld verschillende tijds-ritmeimpulsen, identificatiesignalen voor identificatie van een beeldregel, een beeldraster en een volledig videobeeld, benevens bemonsterklokimpulsen. Bij het signaalweergeefstelsel volgens figuur 2 vindt de signaalbewerking van de door de 10 signaalweergeefmagneetkoppen IA, 1B en 1C afgegeven signalen tot aan de ingang van de tijdbasiscorrectieschakelingen 23 plaats op basis, van uit de uitgelezen informatie geëxtraheerde klokimpulsen, terwijl de signaalbewerking van deze signalen vanaf de uitgang van de tijdbasiscorrectieschakelingen 23 15 tot aan de uitgangsaansluiting 29 plaats vindt op basis van door de klokimpulsgenerator 31 afgegeven klokimpulsen.

Zoals figuur 8 laat zien, wordt ieder van de signaalweergeefbewerkingseenheden 22A, 22B en 22C gevormd door een als fasevergrendelde lus uitgevoerde schakeling 221, een 20 bitsynchroniseereenheid 222, een bloksignaal extractie-eenheid 223 en een demodulator 224. Het van de respectievelijk bijbehorende signaalweergeefversterker 21 afkomstige, digitale signaal wordt toegevoerd aan een als fasevergrendelde lus uitgevoerde schakeling 221, welke een met het ontvangen digi-25 tale signaal gesynchroniseerd kloksignaal afgeeft, dat vervolgens wordt toegevöerd aan de extractie-eenheid 223 en aan de bitsynchronisatie-eenheid 222 voor synchronisatie van het ontvangen digitale signaal daarmede. Het aldus gesynchroniseerde, digitale signaal wordt toegevoerd aan de extractie-30 eenheid 223 voor extractie van een zogenaamd "bloksynchroni-satiesignaal" SYNC;a, dat vervolgens wordt toegevoerd aan de demodulator 224, welke dient voor omzetting van het ont-gangen digitale signaal uit de serievorm in de parallelvorm en voorts voor omzetting uit in 10-bits code in 8-bits code, 35 welke oorspronkelijk ook in het signaalopneemstelsel volgens figuur 1 is toegepast en in dat stelsel om niet met de uitvinding samenhangende redenen in een 10-bits code is omgezet.

8005931 -8- Λ

Zoals figuur 9 laat zien, bestaat een als fasever-grendelde lus uitgevoerde schakeling 221 van gebruikelijk type uit een voor optimalisatie van de signaal/ruis-verhou-ding en ter verkrijging van een maximaal invanggebied voor 5 de fasevergrendelde lus dienende afstemschakeling 51, een N-deler 52 voor N/frequentiedeling van het uitgangssignaal van de afstemschakeling 51 en voor toevoer van het aan N-frequentiedeling onderworpen uitgangssignaal aan een fase-vergelijkingsschakeling 53. Een spanningsgeregelde reactantie, 10 zoals een diode van variabele capaciteit of varicap, levert via de N-frequentiedeler 55 als tweede ingangssignaal een uitgangskloksignaal aan de fasevergelijkingsschakeling 53.

De laatstgenoemde geeft op basis van de uitgevoerde vergelijking een foutsignaal af, waarvan het niveau afhankelijk is 15 van het faseverschil tussen de beide via de frequentiedelers 52 en 55 toegevoerde signalen; dit foutverschil wordt via een laagdoorlaatfilter 56 als regelsignaal voor frequentieregeling van het kloksignaal aan spanningsgeregelde oscillator 54 toegevoerd.

20 Een als fasevergrendelde lus uitgevoerde schakeling van het type volgens figuur 9 kan gemakkelijk.met een door uitlezing of ontvangstverkregen digitaal signaal worden gesynchroniseerd, zo lang als normale signaalweergave plaats vindt, waarbij de magneetbandtransportsnelheid gelijk aan diê 25 tijdens signaalopname is. Indien een afwijkende signaalweer-‘ gave. wordt toegepast,' zodat de bandtransportsnelheid verschilt van diê tijdens signaalopname zal de frequentie van het aan de afstemschakeling 51 toegevoerde, uitgelezen of weergegeven digitale signaal echter van de centrale frequentiewaarde van 30 de afstemschakeling 51 afwijken, zodat het afgestemde uitgangssignaal van de schakeling 51 zowel verzwakkingen als fasever-schuivingen laat zien. Bij een andere dan de normale signaalweergave, zoals signaalweergave van langzaam bewegend beeld of bij stilstaand beeld, signaalweergave bij snel bewegend 35 beeld of in de bedrijfstoestand "snel zoeken" van het vi'deo-bandapparaat, zullen de door de als fasevergrendelde lus uit genoemde schakeling 221 afgegeven kloksignalen echter geen 8005931

* I

-9- goede fasevergrendeling met het bij de uitlezing verkregen digitale signaal vertonen.

Een oplossing voor dit probleem verschaft de in de figuren 10 en 11 (zie ook de figuren 12A-12E) weergegeven 5 uitvoeringsvorm van de uitvinding volgens welke ook bij van normale signaalweergave afwijkende vormen van signaalweergave een goede fasevergrendeling van het kloksignaal met het uitgelezen digitale signaal wordt verkregen.

Zoals figuur 10 laat zien, wordt bij deze uitvoe-10 ringsvorm van een automatisch fasegeregelde oscillatorschake-ling volgens de uitvinding een digitaal ingangssignaal Diri via een ingangsaansluiting 60, een verschilversterkingsschake-ling 61 en een tweefasige gelijkrichter 62 toegevoerd aan de ingang van een automatische afstemschakeling 63, welke aan zijn 15 regelspanningsingang 64 een regelspanning Cv krijgt toegevoerd.

De automatische afstemschakeling 63 geeft een afgestemd signaal af, dat via een N-frequentiedeler 65 wordt toegevoerd aan een vertragingslijn 66 met variabele vertragingsduur, welke bijvoorbeeld door een monostabiele multivibrator wordt gevormd; 20 het vertraagde uitgangssignaal van de vertragingslijn 66 wordt toegevoerd voor een trapezegolfvormgenerator 67, waarvan het trapezegolfvormige uitgangssignaal aan een faseverge-lijkingsschakeling 68 wordt toegevoerd. De spanningsgeregelde oscillator 54, de N-frequentiedeler 55 en het laagdoorlaatfil-25 ter 56, welke in hoofdzaak identiek met de respectievelijk gelijkgesymboliseerde- componenten van de schakeling volgens figuur 9 zijn, vormen tezamen met de vergelijkingsschakeling 68 een als fasevergrendelde lus uitgevoerde schakeling. Bovendien is tussen het laagdoorlaatfilter 56 en de spanningsgere-30 gelde oscillator 54 een optelschakeling 69 opgenomen. Het laatdoorlaatfilter 56 is gekoppeld met de ene ingang van de optelschakeling 69, terwijl de reeds genoemde regelsignaalin-gangsaansluiting 64 met de andere ingang van de optelschakeling is gekoppeld. De toepassing van de aldus geschakelde optel-35 schakeling 69 maakt, een snelle wijziging van de oscillatie-frequentie van de spanningsgeregelde oscillator 54 met de regelspanning G^. mogelijk, bijvoorbeeld bij een discontinue 8005331 -10- wijziging van de bandtransportsnelheid, zoals bij een verandering van de signaalweergeeftoestand.

Bij de in het voorgaande beschreven uitvoeringsvorm zal de als fasevergrendelde lus uitgevoerde schakeling . j met de componenten 54, 55, 68, 56 en 69 op betrouwbare wijze een kloksignaal afgeven, dat een constant faseverschil met het digitale ingangssignaal vertoont, zulks zelfs indien de . frequentie van het digitale ingangssignaal D^n zich als gevolg van keuze van een andere gebruikstoestand dan "normale ,q signaalweergave" wijzigt.

De automatisch werkende afstemschakeling 63 van deze uitvoeringsvorm van de uitvinding is meer in details weergegeven in figuur 11; daarbij worden door een stuur-signaalmagneetkop IK stuurimpulsen CTL uit een besturings-L5 registratiespoor 5 (zie figuur 4) van de magneetband uitgelezen. Deze stuurimpulsen CTL worden via een versterker 41 toegevoerd aan een monostabiele multivibratqr 42, waarvan het impulsvormige uitgangssignaal een arbeidsfactor (duty cycle) heeft, welke althans tenminste nagenoeg evenredig met 20 de impulsherhalingsfrequentie van de stuurimpulsen CTL is.

Dit uitgangssignaal van de multivibrator 42 vrordt via een laagdoorlaatfilter 43 als regelspanning C^ toegevoerd aan de regelspanningsingangsaansluiting 64. Een spoel 631 en een capaciteit 632 met electrisch variabele capaciteitswaarde, 25 de laatstgenoemde uitgevoerd als een diode met variabele capaciteitswaarde of "varicap", vormen tezamen een tankkring met een resonantiefrequentie, welke met de aan de capaciteit 632 toegevoerde regelspanning varieert. Het digitale ingangssignaal D^n wordt via de verschilversterkingsschakeling 61 30 en de tweefasige gelijkrichter 62 toegevoerd aan de emitter van een in een schakeling met een gemeenschappelijke basis opgenomen transistor 633, waarvan de basis is geaard en de collector is gekoppeld met het verbindingspunt van de spoel 631 en de capaciteit 632. Een versterkingstransistor 634, 35 waarvan de basis met de regelspanningsingangsaansluiting 64 is verbonden, voert inversie en versterking van de regelspanning Cv uit en is aan zijn collector gekoppeld met de basis 3 0 0 5 9 3 1 , ·* -11- van een als emitter-volger geschakelde transistor 635, waarvan de emitter is gekoppeld met een capaciteit 636 voor zodanige regeling van de aan de capaciteit 632 met electrisch variabele capaciteitswaarde, dat de desbetreffende regelspan-5 ning omgekeerd evenredig met de genoemde regelspanning Cv is. Als gevolg hiervan vormen de tankkring 631, 632 aan de transistor 633 een variabel bandfilter, waarvan de centrale frequentie door de spanning over de capaciteit 636 wordt geregeld. Een als emitter-volger geschakelde transistor 637, welke 10 als scheidingstrap werkt, verschaft aan een uitgangsaanslui-ting 638 een afgestemd uitgangssignaal.

Aangezien de genoemde regelspanning Cy evenredig is met de bandtransportsnelheid, zal een toename van de band transportsnelheid tot een hogere waarde dan tijdens signaal-15 opname tot gevolg hebben, dat ook de frequentie van het uitgelezen ingangssignaal Din, en daarmede de regelspanning stijgt. In dat geval brengt de transistor 635 een daling van de spanning over de capaciteit 636 en bovendien een stijging van de spanning over de capaciteit 632 met electrisch varia-20 bele capaciteitswaarde -teweeg, zodanig dat deze capaciteitswaarde daalt en de afstemfrequentie van de tank 631,632 stijgt tot de frequentiewaarde van het uitgelezen digitale ingangssignaal D^n· Op deze wijze zal de afstemfrequentie van de automatische afstemschakeling 63 steeds met de bandtrans-25 portsnelheid veranderen. Voor de capaciteit 636 is een waarde gekozen, welke voldoende groot ten opzichte van dië van de capaciteit 632 met variabele capaciteitswaarde is om geen invloed op de resonantiefrequentiewaarde van de tankkring 631, 632 uit te oefenen.

30 Zoals figuur 10 voorts laat zien, dient een fase- vergelijkingsschakeling 70 van het type "charge-pump" voor regeling van de mate van faseverschuiving, welke de vertra-gingslijn 66 op het signaal uitoefent voor compensatie van eventuele door de automatische afstemschakeling 63 als gevolg 35 van een frequentieverandering van het digitale ingangssignaal Din veroorzaakte faseverschuiving. Bij de fasevergelijkings-schakeling 70 zijn de beide ingangen van een comparator 71 8 0 0 5 0?·» -12- respectievelijk aangesloten voor fasevergelijking van het digitale ingangssignaal Din (zie figuur 12A) met het uitgangssignaal Og van de spanningsgeregelde oscillator 54 (zie figuur 12B) De comparator 71 geeft een eerste uitgangssignaal 5 Py (zie figuur 12C) af, dat vanaf de voorflank van het digitale ingangssignaal D. tot de achterflank van het uitgangs-signaal Og de waarde "1" vertoont en in alle andere gevallen "O”; voorts geeft de comparator 71 een tweede uitgangssignaal PQ (zie figuur 12D), dat vanaf de voorflank van het signaal 10 Og tot de achterflank van het signaal Din de waarde "1" vertoont en in alle andere gevallen de waarde "0". Van een schakeleenheid 72 is een eerste ingangsaansluiting A gekoppeld met een bron 73 van positieve stroom, een tweede of neutrale aansluiting B niet doorverbonden en een derde aansluiting C 15 gekoppeld met een bron 74 van negatieve stroom. Door de comparator 71 worden de uitgangssignalen Py en PQ aan de schakeleenheid 72 toegevoerd, zodanig, dat de schakeleenheid naar de stroombron 73 overgaat wanneer P^ de waarde ”1" heeft, naar de bron 74 overgaat wanneer het uitgangssignaal PQ de 20 waarde "1” heeft en in alle andere gevallen op de tweede of neutrale aansluiting B georienteerd blijft. Het optreden van de uitgangssignalen Py en PQ heeft respectievelijk tot gevolg, dat een positieve of een negatieve stroom naar een houdcapaci-teit 75 vloeit, zodanig, dat een spanning (zie figuur 12E) 25 door de capaciteit in opslag wordt genomen. Deze opgeslagen spanning E^ wordt via een laagdoorlaatfilter 76 aan een regel-ingangsaansluiting van de vertragingslijn 66 toegevoerd.

Zoals uit de voorgaande beschrijving naar voren komt, vormt de spanning Ec over de houdcapaciteit 75 een 30 met een eventuele door de automatische afstemschakeling 63 veroorzaakte faseverschuiving evenredig foutsignaal.

Indien, zoals in het voorgaande is opgemerkt, de vertragingsschakeling 66 een monostabiele multivibrator bevat, waarvan de tijdsconstante tenminste gedeeltelijk wordt be-35 paald door een diode met variabele capaciteitswaarde, kan de genoemde foutspanning Ec worden gebruikt voor wijziging van die capaciteitswaarde, zodanig, dat de tijdconstante van 8005931 • » Λ -13- L—*· ** de monostabiele multivibrator met de spanning verandert.

Dit wil zeggen, dat indien het uitgangssignaal van de oscillator 54 van variabele frequentie in fase voorijlt op het digitale ingangssignaal D^n, de door de vertragingslijn 66 teweeg 5 gebrachte vertragingsduur klein kan worden gekozen; indien in de automatische afstemschakeling 63 enige fasevariatie optreedt, wordt het uitgangssignaal van de spanningsgeregelde oscillator 54 bijgeregeld door een vergroting van de door de vertragingslijn 66 teweeg gebrachte vertragingsduur, zodanig, 10 dat het faseverschil tussen het uitgangssignaal 0g van de spanningsgeregelde oscillator 54 enerzijds en het digitale ingangssignaal D^n anderszijds constant kan worden gehouden.

Bij de schakeling volgens figuur 10 worden de frequentie en de fase van het uitgangssignaal Og van de span-15 ningsgeregelde oscillator 54 respectievelijk met de frequentie en de fase van een referentiesignaal vergrendeld door middel van een eerste lusschakeling met een frequentiedeler 55, een fasevergelijkingsschakeling 68, een filter 56 en een optel-schakeling 69, terwijl een tweede lusschakeling, waartoe de 20 fasevergelijkingsschakeling 79 behoort, voor faseregeling van het refernentiesignaal dient.

Het dynamische gebied en het invanggebied van de schakeling volgens figuur 10 kunnen worden/bekeken aan de hand van de figuren 13A, 13B en 14. Het uitgangssignaal Oc 25 van de spanningsgeregelde oscillator 54 vormt een signaal, waarvan de periodeduur gelijk aan ëén bitintervalduur van het ingangssignaal Din is, zoals figuur 13A en 13B laten zien. Wanneer het digitale ingangssignaal D^n de bitverdeling [lOlll. , .j heeft en als rechthoekgolfvormig signaal ver-30 schijnt, zoals in figuur 13A is weergegeven, en wanneer het uitgangssignaal Og van de spanningsgeregelde oscillator 54 een faserelatie volgens figuur 13B ten opzichte van het signaal D. heeft, kan, indien wordt verondersteld dat de uitgangsspanning van de fasevergelijkingsschakeling 70 onbe-35 perkt kan variëren, de als fasevergrendelde lus uitgevoerde schakeling met een willekeurige van de stijgende flanken van het uitgangssignaal 0g worden vergrendeld, zoals 8005931 -14- l—-- - respectievelijk bij (l) , (2) , (3) in figuur 13B is aangeduid. Dit wil zeggen, dat zelfs indien de stijgende flanken van het uitgangssignaal Og in het begin respectievelijk de fase , (¾ of 0 , ten opzichte van de stijgende flanken van het digitaal 5 ingangssignaal Din vertonen, fasevergrendeling van de span-ningsgeregelde oscillator 54 mogelijk is door van de fasever-gelijkingsschakeling 70 een foutspanning af te nemen, welke met een faseverschuiving over·één periodeduur van het uit-. . gangssignaal 0g overeenkomt. Dit wil zeggen, dat een aantal 10 stabiele punten voor fasevergrendeling van de oscillator 54 bestaat. Het gebied, waarbinnen de door middel van de fasever-gelijkingsschakeling 70 beschikbare foutspanning ligt, dat wil zeggen het dynamische gebied van de lusschakeling, welke de fasevergelijkingschakeling 70 omvat, wordt nu zodanig ge-15 kozen, dat de uiteindelijke breedte van dit gebied overeenkomt met een spanning, welke een faseverschuiving over één periodeduur van het uitgangssignaal Og teweeg brengt. Eeen dergelijke spanning vormt dan het middenpuntwan het gebied en wordt in één van de genoemde stabiele punten gekozen. Wan-20 neer nu de van de fasevergelijkingsschakeling 70 afkomstige foutspanning buiten dynamische gebied komt, zal de als fase-vergrendelde lus uitgevoerde schakeling de neiging vertonen tot fasevergrendeling in een ander stabiel punt, dat behoort bij een foutspanning, welke met een bedrag, dat één periode-25 duur vertegenwoordigt, groter of kleiner is dan diè van het binnen het dynamische gebied gelegen stabiele punt. Aangezien de desbetreffende stabiele punten'buiten het dynamische gebied liggen, zoals zojuist is opgemerkt, zal in deze buiten het dynamische gebied gelegen stabiele punten geen fasever-30 grendeling van de schakeling optreden.

Aangezien bij de uitvoeringsvorm volgens figuur 10 de lusschakeling met de fasevergelijkingsschakeling 70 dient voor bijregeling van de faserelatie tussen het digitale ingangssignaal D. en het uitgangssignaal 0C van de spannings-35 geregelde oscillator 54, dient een niet door de automatische afstemschakeling 63 beïnvloede inversie van het digitale ingangssignaal Din voor die bijregeling van de faserelatie 8005931 -15- * # \__-ï te worden gebruikt; in verbandcharmede wordt het door de spanningsgeregelde oscillator 54 aan de fasecomparator 71 toegevoerde uitgangssignaal 0g niet aan frequentiedeling onderworpen. Dit hééft tot gevolg, dat het dynamische gebied van 5 de door de fasevergelijkingsschakeling 70 afgegeven foutspan-ning betrekkelijk nauw is, zoals met het gebied in figuur 14 is weergegeven. Dit dynamische gebied DR^ heeft een breedte welke met een faseverschuiving over slechts één enkele perio-deduur van het uitgangssignaal Og overeenkomt.

X0 Teneinde het dynamische gebied van de door de fase vergelijkingsschakeling 70 afgegeven foutspanning, en derhalve ook het dynamische gebied van de lus met de vergelijkingsschakeling 70 te vergroten, wordt uit het digitale ingangssignaal D^n een signaaldeel van voorafbepaalde periodeduur 15 waarin het signaal een voorafbepaald periodiek gedrag vertoont, geextraheerd, terwijl de door de schakeling 70 uitgevoerde fasevergelijking wat betreft het digitale ingangssignaal Din slechts gedurende deze periode plaats vindt. Aangezien het voor vergelijking dienende referentiesignaal een periodiek 20 karakter heeft, kan de fasevergelijkingsschakeling werken met een aan frequentiedeling onderworpen vorm van het uitgangssignaal Ogc

Indien bijvoorbeeld door frequentie-tweedeling van het uitgangssignaal Og een signaal Og2 als vergelijkings-25 signaal voor de fasevergelijkingsschakeling 70 wordt gevormd, geldt, dat aangezien één enkele periode van het signaal Og2 tweemaal zo groot als die van het signaal Og is, het dynamische gebied DR2 (zie figuur 14) van de door de fasevergelijkingsschakeling 70 afgegeven foutspanning tweemaal zo 30 groot als het dynamische gebied DR-^ van de uitvoeringsvorm volgens figuur 10 zijn. Bij voorkeur wordt het periodieke digitale signaal ingevoegd tijdens een voorafbepaalde periode van de signaalopname, zoals aan het begin van een beeldraster-periode.

35 Een tweede uitvoeringsvorm van een automatisch fasegeregelde oscillatorschakeling volgens de uitvinding, waarmede een vergroot dynamisch gebied DR2 wordt verkregen, Q A A ε n 7 4 -16- L—? is weergegeven in figuur 15; daarbij zijn de met diê volgens figuur 10 overeenkomende componenten weer met respectievelijk de -zelfde verwijzingssymbolen aangeduid. Bij de uitvoeringsvorm volgens figuur 15 is tussen de digitale ingangsaansluiting 60 5 en de fasevergelijkingsschakeling 70 een poortschakeling 81 opgenomen, waarvoor het tevens aan de poortschakeling 81 toegevoerde poortschakelsignaal wordt gevormd door een poort-signaalgenerator 82. Tussen de spanningsgeregelde oscillator 54 en de fasevergelijkingsschakeling 70 is een tweedelig 83 10 opgenomen voor vorming van het met het uitgangssignaal van de poortschakeling 81 te vergelijken signaal Voor vorming van een poortschakelsignaal SG (zie figuur 16D), dat gedurende een voorafbepaalde tijdsperiode een hoog niveau vertoont, wordt aan depoortsignaalopwekschakeling 82 een referentieim-15 puls PG (zie figuur 16A) toegevoerd, welke kan worden afgeleid uit de rotatie van een magneetkoptrommel met magneetkop-pen IA, 1B en. 1C, zodanig, dat de impuls PG het tijdstip signaleert, waarop de roteerbare magneetkoppen IA, 1B en 1C respectievelijk in aanraking met de magneetband komen. Zoals 20 figuur 16C laat zien, omvat het digitale ingangssignaal D^n aan het begin van ieder beeldrasterinterval een voorstoep, welke wordt gevolgd door een interval met effectieve video-informatie, waarna een achterstoep volgt. Het begintijdstip van het poortschakelsignaal SG zal bij de hier beschreven uit-25 voeringsvorm overeenkomen met het verschijnen van de voorstoep van het digitale ingangssignaal D^n; deze voorstoep wordt slechts gedurende het bestaan van het poortschakelsignaal SG aan de fasevergelijkingsschakeling 70 toegevoerd. De aldus aan poortbewerking onderworpen voorstoep wordt dan vergeleken 30 met de door frequentiedeling verkregen versie Og2 van het uitgangssignaal Og van de spanningsgeregelde oscillator 54. Bovendien wordt het poortschakelsignaal SG aan de fasevergelijkingsschakeling 70 toegevoerd, zodanig, dat vergelijking van het digitale ingangssignaal Din met het signaal Og2 35 slechts tijdens de genoemde voorstoep plaats vindt. In de periode, gedurende welke het poortschakelsignaal SG een laag 8005931 > a -17- niveau vertoont, wordt de in figuur 10 beter zichtbare scha-keleenheid 72 in doorverbinding met een tweede, neutrale aansluiting B gehouden, waarbij de spanning over de capaciteit 75 constant blijft.

5 Aangezien bij een digitaal videobandapparaat de magneetkoptrommel zefls gedurende een andere dan normale signaalweergeeftoestand fasevergrendeld wordt, zulks onafhankelijk van het feit, dat de bandtransportsnelheid van die tijdens signaalopname afwijkt, blijft de tijdsrelatie volgens 10de figuren 16A-16C behouden, zodat de voorstoepcomponent met hoge nauwkeurigheid uit het digitale ingangssignaal Din kan worden geextraheerd. Aangezien bij de hier beschreven uitvoeringsvorm het digitale ingangssignaal D^n tijdens de voorstoepperiode nauwkeurig periodiek is, en aangezien deze 15 periodieke voorstoepcomponent kan worden geextraheerd en als referentiesignaal voor vergelijking met het signaal Og2 kan worden gebruikt, is het mogelijk om het oscillatie-uitgangs-signaal van de spanningsgeregelde oscillator 54 aan frequen-tiedeling te onderwerpen ter verkrijging van een vergelijkings-20 signaal voor de fasevergelijkingsschakeling 70, zodanig, dat deze laatstgenoemde daardoor een groter dynamisch gebied krijgt. Op deze wijze, kan een als fasevergrendelde lus uitgevoerde schakeling worden gevormd, waarmede een stabiele fase-vergrendeling van het uitgangssignaal 0g2 met het digitale in-25 gangssignaal D^n onafhankelijk van eventueel temperatuurver- loop of van een wijziging in de karakteristiek van de spanningsgeregelde oscillator 54 kan worden verkregen.

Bij de uitvoeringsvorm volgens figuur 15 verschijnt de voorstoepcomponent bij voorkeur in de vorm van een afwisse-30 ling van enen en nullen, meer in het bijzonder jjLOlOlOlo]] het uxtgangssignaal Og van de spanningsgeregelde oscillator 54 wordt aan frequentie tweedeling onderworpen, zodat het dynamische gebied van de fasevergelijkingsschakeling 70 tot het tweevoudige, dat wil het gebied DR2 volgens figuur 14, wordt 35 vergroot. Indien de voorstoepcomponent daarentegen de gedaante [llOOHOol heeft, en bovendien het uitgangssignaal Og van de spanningsgeregelde oscillator 54 aan vierdeling wordt 8005931 -18- L-*-- onderworpen, kan een verviervoudiging van het dynamische gebied worden verkregen.

Bij de zojuist beschreven uitvoeringsvorm werd ter wille, van de eenvoud verondersteld, dat slechts de voor-5 stoepcomponent als periodieksignaal voor faseregeling van het signaal Og wordt gebruikt. De achterstoep, welke eveneens gedurende iedere beeldrasterperiode optreedt, namelijk na de effectieve video-informatieperiode daarvan, kan eveneens worden gebruikt, hetzij alleen, hetzij in samenhang met de voor-10 stoepcomponent, als referentiesignaal voor de fasevergelijkings schakeling 70.

Volgens de onderhavige uitvinding is het bovendien mogelijk om de vertragingsschakeling 66 tussen de frequentie-deler 55 en de fasecomparator 68 op te nemen in plaats van 15 op de in de tekening weergegeven plaats tussen de frequentie-deler 65 en de trapezegolfvorm opwekschakeling 67, waarbij de door de vertragingsschakeling 66 teweeg gebrachte vertragings-duur met behulp van de door de fasevergelijkingsschakeling 70 afgegeven foutspanning te regelen, waarbij in wezen het be-20 monsterpunt van het door de schakeling 67 afgegeven, trapeze-gclfvormige signaal wordt geregeld.

Bovendien wordt opgemerkt, dat de in het voorgaande beschreven fasevergelijkingsschakeling 70 van het "charge-pump"-type is; de uitvinding beperkt zich echter niet tot een 25 dergelijke constructie, aangezien de fasevergelijkingsschakeling ook kan worden gevormd door een type met volledige integratie, bestaande uit een integrerende trap gevolgd door een vergelijkingstrap, of door een type voor bemonstering van een trapezegolfvorm.

30 Omtrent de vertragingsschakeling 66 wordt nog opge merkt, dat deze niet noodzakelijkerwijze behoeft te zijn van het type met een monostabiele multivibrator, waarvan de voor bepaling van de tijdsconstante durende schakeling een diode met variabele capaciteitwaarde bevat. Zo is het bijvoor-35 beeld ook mogelijk, de vertragingsschakeling 66 als een N-stappenteller uit te voeren, waarvan de voor-instelwaarde op digitale wijze verandert met de van de schakeling 70 8005931 -19- ;— * afkomstige foutspanning.

De uitvinding beperkt zich derhalve tot de in het voorgaande beschreven en in de tekening weergegeven uitvoeringsvormen; verschillende wijzigingen kunnen in de beschreven 5 'componenten en in de onderlinge samenhang daarvan worden aangebracht/ zonder dat daarbij het kader van de uitvinding wordt overschreden.

800 5 9 3 1

Claims (5)

1. Automatisch fasegeregelde oscillatorschakeling 5 voor opwekking en afgifte van een uitgangskloksignaal, waarvan de fase en de frequentie variëren met dië van een toegevoerd ingangsinformatiesignaal, voorzien van een ingangsaan-sluiting voor ontvangst van het ingangsinformatiesignaal, een met de ingangsaansluiting gekoppelde afstemschakeling X0 voor doorlating van het ingangsinformatiesignaal in de vorm van een afgestemd signaal, en van een met de afstemschakeling gekoppelde kloksignaalgenerator voor opwekking en afgifte van het uitgangskloksignaal in afhankelijkheid van de fase van het afgestemde signaal, met het kenmerk, dat de af-15 stemschakeling (63) wordt gevormd door een stelsel (631-638) met variabele afstemfrequentie, waartoe behoren een ingangs-inrichting (633) voor ontvangst van het ingangsinformatiesignaal benevens een regelingangsschakeling (64, 634, 635, 636) voor ontvangst van een regelsignaal (C^), dat een weergave van 20 de frequentie van het ingangsinformatiesignaal (D^n) vormt, waarbij de afstemschakeling (63) op basis van het regelsignaal (Cy) in een afstemtoestand wordt gebracht, waarin het ingangsinformatiesignaal (Dj_n) als het genoemde, af gestemde signaal aan een uitgangsaansluiting (638) van het stelsel ter beschik-25 king komt.

2. Oscillatorschakeling volgens conclusie 1, m e t het kenmerk, dat het stelsel met variabele afstemfrequentie een voor ontvangst en doorlating van ingangsinfor- 30 matiesignalen uitgevoerde en van een afstemingangsaansluiting (anode van 632) voorziene, variabele tankkring (631, 632) benevens een schakeling (634, 635, 636) voor toevoer van een met het regelsignaal variërende afstemspanning aan de afstem-ingang (anode van 632) omvat. 35

3. Oscillatorschakeling volgens conclusie 1, m e t het kenmerk, dat de variabele tankkring (631, 632) 8005931 i £ -21- een spoel (631) en een capaciteit (632) van electrisch varieerbare capaciteitswaarde bevat.

4. Oscillatorschakeling volgens één of meer der 5 voorafgaande conclusies, gekenmerkt door een fasecorrectielus (70, 66) voor compensatie van door de afstem-schakeling teweeg gebrachte faseverschuivingen, welke fasecorrectielus zowel een fasevergelijkingsschakeling (70) met een eerste en een tweede ingangsaansluiting voor ontvangst 10 van respectievelijk het ingangsinformatiesignaal (Di ) en een versie van het uitgangskloksignaal (Og) en met een uit-gangsaansluiting voor afgifte van een met het faseverschil tussen de beide zojuist genoemde signalen overeenkomend fase-foutsignaal omvat, als een variabele vertragingslijn (66) 15 voor wijziging van de fase van het afgestemde digitale ingangssignaal (D^n) ten opzichte van die van het uitgangskloksignaal (Og) door veroorzaking van een met het fasefout-signaal variërende vertraging. 20

5. Oscillatorschakeling volgens conclusie 4, m e t het kenmerk, dat voor de eerste ingangsaansluiting van de fasevergelijkingsschakeling (70) een poortschakeling (80, 81) is opgenomen voor poortschakelingsbeinvloeding van een voorafbepaald deel van het ingangsinformatiesignaal 25 (Ε^η), terwijl voor de tweede ingangsaansluiting van de fasevergelijkingsschakeling (70) een frequentiedeler (83) is opgenomen voor frequentiedeling van het uitgangskloksignaal (0S). 8005931