JPH02202178A - テレビジョン信号用同期抽出回路 - 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】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） この発明は、テレビジョン信号から少なくとも水平同期
信号を抽出するテレビジョン信号用同期抽出回路に関す
る。

（従来の技術） テレビジョン信号中に含まれる水平・垂直同期信号の形
式として、近年、正極性同期方式と呼ばれる方式が、特
に高精細度テレビジョン信号の記録や伝送に際して採用
されるようになりつつある。正極性同期方式とは、水平
・垂直同期信号の信号レベルが映像信号の存在し得る信
号レベルの範囲に含まれてしまうような同期信号形式の
ことである。

第４図に正極性同期方式による同期信号波形の一例を示
し、第５図に従来の負極性同期方式による同期信号波形
の一例を示す。第５図に示すように、負極性同期方式の
場合は水平同期信号１０６の信号レベルが、映像信号の
存在し得る信号レベル範囲１０４より低いレベルである
ため、入力テレビジョン信号と同期信号分離用基準電圧
１０５との比較により容品に同期信号の分離が可能であ
る。また、水平同期信号１０６と垂直同期信号１０７と
の分離もパルス長により容易に行うことができる。しか
しながら、正極性同期方式の場合には、このような入力
テレビジョン信号と基準電圧との比較操作によっては同
期信号を分離することができない。

第６図に従来より知られている正極性同期方式によるテ
レビジョン信号のための同期抽出回路の構成を示す。同
図において、垂直同期信号検出回路６４は入力テレビジ
ョン信号Ｓ１より垂直同期信号を検出し、検出時に垂直
同期識別信号Ｓ２を発生する。正極性同期方式の垂直同
期信号波形は、映像信号内には存在する確率の極めて低
い特殊なパターン、例えば第４図の１０２に示したよう
に映像信号の黒レベルと白レベルを所定の周期で繰り返
す矩形波状のパターンで、しかもライン間で黒レベル、
白レベルの位置が反転しているような２ラインの繰り返
しパターンに設定される。この特殊なパターンを抽出す
ることで、垂直同期信号の検出ができる。

一方、水平位相同期回路６０においては位相比較器６１
によって入力テレビジョン信号Ｓｌ中の第４図に示す水
平同期信号１０１と分周カウンタ６４の出力である水平
同期基準信号ＳＢとの位相比較が行われ、両信号Ｓ２．
Ｓ８の位相差に対応した位相比較出力Ｓ３がループフィ
ルタ６２に供給される。ループフィルタ６２の出力電圧
Ｓ４は電圧制御発振器（ＶＣＯ）７３に制御入力として
供給され、電圧制御発振器６３から分周カウンタ６５へ
供給される信号Ｓ５の周波数を制御する。

このようなフィードバック系により、正極性水平同期信
号の抽出が行われる。

このような構成で問題となるのは、入力テレビジョン信
号Ｓｌ中の水平同期信号１０１と水平同明基準信号Ｓ６
との位相差が位相比較器６１での位相比較可能な範囲を
越える場合には、位相比較器６１．内に映像信号が混入
してしまい、正常な位相比較出力が得られないという点
である。

そこで水平位相同期回路６０が引き込み動作を開始する
際に、垂直同期識別信号Ｓ２により、垂直同期信号検出
後最初に入力される正極性水平同期信号に対して水平同
期基準信号Ｓ６の位相差が零に近くなるように分周カウ
ンタ６５の内部状態が初期設定される。分周カウンタ６
５は電圧制御発振器６３の出力Ｓ５を分周して水平同期
基準信号Ｓ６を発生するが、初期設定に際してはその初
期値が適切な値に設定される。また、ループフィルタ６
２も電圧制御発振器６３の出力Ｓ５の周波数が入力信号
の周波数として規定される周波数範囲の中心値に設定さ
れるような電圧値にその出力Ｓ４が初期設定されるよう
に、その内部状態が設定される。

第７図は入力テレビジョン信号の位相７］と水平位相同
期回路の内部位相７２の時間的な変化を、横軸をｔ、縦
軸を位相φとしてグラフ化したものである。垂直同期信
号を検出した時点７３で７１゜７２間の初期位相差は零
に近く設定されるため、引き込み時の過渡状態において
位相差が位相比較可能範囲７４を越えなければ、正常な
引き込み動作が実現される。

このように正極性同期方式においては、同期分離方法が
多少複雑になるが、伝送路で許容される信号ダイナミッ
クレンジを全て映像信号に割り当てることができる。こ
のため、同一品質の伝送路では正極性同期方式を採用し
た方が負極性同期方式を採用した場合に比較して映像信
号の信号対雑音比が改善されるという利点があることか
ら、正極性同期方式が広く採用されつつある。

ところで、第６図に示す構成によつて同期抽出を行う場
合、初期位相差については零に近い値に設定できるが、
水平位相同期回路には更に初期周波数差、すなわち第７
図における入力テレビジョン信号の位相変化曲線７１と
水平位相同期回路の内部位相変化曲線７２の傾きの差が
存在し、二の初期周波数差が大きくなることがある。こ
のような場合、引き込み動作中に上記の位相差が位相比
較可能範囲７４を越え、正常動作が不能となるおそれが
ある。

伝送系においては、この初期周波数差をある程度小さく
見積ることができるが、例えばビデオテープレコーダ（
ＶＴＲ）やビデオディスクプレーヤ（ＶＤＰ）のような
記録再生系においては、機械系での振動等によって初期
周波数差を大きく見積る必要がある。

大きな初期周波数差の状態においても正常な引き込み動
作を実現するための方法として、位相同期回路のループ
利得を大きくすることが考えられる。ループ利得を大と
することにより、引き込み動作時における位相差を小さ
くすることができる。

しかし水平位相同期回路の場合、ループ利得を大きくす
ることには限界がある。これは位相比較に供される水平
同期信号が水平走査周期毎に離散的にしか入力されない
ため、ループ利得を大きくし過ぎると離散値系列に対す
るフィードバック系の安定条件を満足しなくなり、水平
位相同期回路が不安定となってしまうからである。

また、水平同期信号に対する位相比較範囲を広げること
も、引き込み動作が正常になされる範囲を広げるのに有
効である。ところが、位相比較範囲を広くするためには
水平同期信号の区間長を長（し、映像信号区間を短かく
することが必要であるため、実際には限界がある。

（発明が解決しようとする課題） 上述したように、正極性水平同期信号によって水平位相
同期回路の初期引き込み動作を行うに際（７、初期引き
込み動作中に入力テレビジョン信号中の水平同期信号に
対する水平同期基準信号の位相差が位相比較可能範囲を
越えないで正常に動作するために、水平同期基準信号の
初期位相のみを垂直同期信号の検出タイミングによって
設定する従来の方法では、水平同期信号に対する水平同
期基準信号の初期周波数差については適切な初期設定が
行えない。

従って、従来の同期信号抽出回路をテレビジョン信号の
記録再生系のように初期周波数差が大である可能性のあ
る系に適用した場合は、正常な引き込み動作を実現でき
ないおそれ、があるという問題点が生じていた。

この発明は、入力テレビジョン中の水平同期信号に対す
る水平位相同期回路内の水平同期基準信号の初期周波数
差が大きい場合でも正常な引き込み動作を実現すること
ができるテレビジョン用同期抽出回路を提供することを
目的とする。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） この発明は、垂直同期信号検出回路及び水平位相同期回
路の他に、入力テレビジョン信号の垂直帰線区間内に挿
入された水平走査周期より短い周期で同一波形を繰り返
す補助同期信号を抽出する補助位相同期回路を設けるこ
とを骨子とする。

この補助位相同期回路は垂直同期信号検出回路の垂直同
期信号検出タイミングで初期位相及び初期周波数が設定
された後、初期引き込み動作を行い、また水平位相同期
回路は補助位相同期回路における定常位相及び定常周波
数を基にして初期位相及び初期周波数が設定された後、
初期引き込み動作を行う。

補助位相同期回路における初期位相及び初期周波数の設
定は、例えば垂直同期信号検出回路の垂直同期信号検出
タイミングで、補助位相同期回路内の分周カウンタの内
部状態及びループフィルタの出力を初期設定することに
よって達成される。

また、水平位相同期回路における初期位相及び初期周波
数の設定は、例えば補助位相同期回路で抽出された補助
同期信号の終了タイミングで水平位相同期回路内の分周
カウンタの内部状態を初期設定し、また補助位相同期回
路内のループフィルタの出力に基づいて水平位相同期回
路内のループフィルタの出力を初期設定することによっ
て行われる。

（作　用） 補助位相同期回路は位相比較周期が水平位相同期回路の
位相比較周期である水平走査周期より短かいことにより
、水平位相同期回路に比較してより大きいループ利得の
下でも安定条件を満足するので、引き込み時間も短かく
なる。例えば補助同期信号の周期を水平走査周期の１７
１００とすれば、補助位相同期回路のループ利得を水平
位相同期回路のループ利得の１００倍に設定しても両者
の安定性は同一であり、引き込み時間はｌ／１００とな
る。

従って、補助位相同期回路においては垂直帰線区間内で
引き込み動作が安定に行われ、しかも容易に定常状態と
なる。

また、補助位相同期回路の定常状態においては入力テレ
ビジョン信号中の補助同期信号の位相・周波数と、補助
位相同期回路の内部位相・内部周波数はほぼ等しいため
、次に水平位相同期回路の初期引き込みを行う際、その
初期位相・初期周波数を補助位相同期回路の内部位相・
内部周波数をもとにして初期設定することが可能となる
。これにより水平位相同期回路は初期位相のみならず初
期周波数も入力テレビジョン信号中の水平同期信号のそ
れに極めて近い値に設定されるので、水平同期基準信号
と入力テレビジョン信号中の水平同期信号との初期周波
数差の大きい記録再生系のような場合においても、正常
な引き込み動作が行われる。

（実施例） 第１図にこの発明の一実施例に係るテレビジョン信号用
同期抽出回路の構成図を示す。第１図において、端子１
には第２図に示すような正極性同期信号を含むテレビジ
ョン信号Ｓ１が入力される。この入力テレビジョン信号
１はＡ／Ｄ変換器２によりディジタル信号に変換された
後、垂直同期信号検出回路３、水平位相同期回路４及び
補助位相同期回路５に入力される。

垂直同期信号検出回路３は、入力テレビジョン信号Ｓｌ
中の第２図に示す正極性垂直同期信号１０２を検出して
垂直同期識別信号Ｓ２を発生する。

水平位相同期回路４は第１の位相比較器１１、第１のル
ープフィルタ１２、第１の電圧制御発振器（ＶＣＯ）１
３及び水平同期基準信号発生回路としての第１の分周カ
ウンタ１４により構成される。位相比較器１１は入力テ
レビジョン信号Ｓｌ中の第１図に示す水平同期信号１０
１と分周カウンタ１４の出力である水平同期基準信号Ｓ
６との位相比較を行ない、両者の位相差に対応した位相
比較信号Ｓ３を出力する。この位相比較信号Ｓ３はルー
プフィルタ１２を経て、電圧制御発振器１３の発振周波
数を制御する制御電圧Ｓ４となる。

電圧制御発振器１３からの出力信号Ｓ５は分周カウンタ
１４により分周され、水平同期基準信号Ｓ６となる。

補助位相同期回路５は第２の位相比較器２１、第２のル
ープフィルタ２２、第２の電圧制御発振器（ＶＣＯ）２
３及び補助同期基準信号発生回路としての第２の分周カ
ウンタ２４により構成される。位相比較器２１は入力テ
レビジョン信号Ｓｔ中の第１図に示す補助同期信号１０
３と分周カウンタ２４の出力である補助同期基準信号Ｓ
１２との位相比較を行ない、両者の位相差に対応した位
相比較信号Ｓ９を出力する。この位相比較信号Ｓ９はル
ープフィルタ２２を経て、電圧制御発振器２３の発振周
波数を制御する制御電圧Ｓ１０となる。

電圧制御発振器２３からの出力信号Ｓｌｌは分周カウン
タ２４により分周され、補助同期基準信号Ｓ１２となる
。

垂直同期信号検出回路３から出力される垂直同期識別信
号Ｓ２は補助位相同期回路５に供給され、この垂直同期
識別信号Ｓ２のタイミング（垂直同期信号の検出タイミ
ング）で補助位相同期回路５の初期位相及び初期周波数
が設定される。

すなわち、垂直位相同期回路５においては垂直同期識別
信号Ｓ２が与えられた後、最初に発生する補助同期基準
信号Ｓ１２と、垂直同期信号１０２の後に到来する最初
の補助同期信号１０３との位相差が零に近くなるように
、分周カウンタ２４の内部状−が設定されることにより
、初期位相が設定される。また、電圧制御発振器２３の
出力信号Ｓｉｔの周波数がへカテｌノビジョン信号Ｓｌ
の周波数と想定される周波数範囲の中心値となるように
、ループフィルタ２２の出力電圧ＳｌＯが初期設定され
ることによって、初期周波数が設定される。

補助位相同期回路５はこうして初期設定がなされた後、
補助同期信号１０３に対して初期引き込み動作を開始す
る。補助同期信号波形〕、０３は第２図に示すように垂
直帰線区間内にあって垂直同期信号〕０２の後に位置し
、水平走査周期より短い周期で同一波形を繰り返す信号
波形である。補助位相同期回路５では入力テレビジョン
信号Ｓｌ中の補助同期信号１０３と分周カウンタ２４か
ら出力される補助同期基準信号Ｓ１２とを位相比較器２
１により比較１７、この位相比較器２１から出力される
位相比較信号Ｓ９をループフィルタ２２に入力し、ルー
プフィルタ２２の出力電圧ＳＩＯによって電圧制御発振
器２３の出力信号Ｓｌｌの周波数を制御することにより
フィードバック系を構成して、引き込み動作を行う。

ここで、補助位相同期回路５に対しては、従来例におけ
る水平位相同期回路と同様に初期位相の設定を行い、初
期周波数については想定される周波数範囲の中心値に設
定するだけであるが、その位）目比較周期（補助同期信
号１０３の繰り返し周期）が水平走査周期に対して短か
いために、補助位相同期回路５のループ利得を従来例に
おける水平位相同期回路のそれより大きく設定しても安
定性を失わず、かつ短い時間で引き込み動作を行うこと
ができる。

補助位相同期回路５が定常状態となった後、分周カウン
タ２４は補助同期信号ＳＬ２が終了するタイミングにお
いて補助同期終了識別信号Ｓ１３を発生する。この補助
同期終了識別信号Ｓ１３のタイミングで、補助位相同期
回路５における定常位相及び定常周波数に基づいて水平
位相同期回路４の初期位相及び初期周波数が設定される
。

すなわち、水平位相同期回路４においては垂直同期終了
識別信号Ｓ１３が与えられた後、最初に発生する水平同
期基準信号Ｓ６と補助同期信号１０３の終了後最初に到
来する正極性水平同期信号１０１との位相差が零に近く
なるように、第１の分周カウンタ１４の内部状態が設定
されることにより、その初期位相が設定される。また、
補助同期信号１０３の終了時点での補助位相同期回路５
内のループフィルタ２２の出力電圧ＳＩＯを基にして、
水平位相同期回路４内の電圧制御発振器１３の出力信号
Ｓ４の周波数が補助位相同期回路５内の電圧制御発振器
２３の出力信号Ｓｌｌと同一周波数となるように、水平
位相同期回路４内のループフィルタ１２の出力電圧Ｓ４
が初期設定されることによって、初期周波数が設定され
る。

水平位相同期回路４はこのようにして初期設定がなされ
た後、従来例の場合と同様に正極性水平同期信号１０１
に対して初期引き込み動作を行う。

このように水平位相同期回路４では初期位相のみならず
、初期周波数についても入力テレビジョン信号Ｓｌ中の
水平同期信号１０１の位相及び周波数に近い値に設定さ
れてから引き込み動作を行うため、従来例におけるよう
な初期位相のみの設定を行う場合に比較して、引き込み
が正常に動作する入力テレビジョン信号の周波数範囲を
拡大することができる。

以上のようにして初期引き込み動作が正常になされた後
の定常状態においては、水平位相同期回路４内の分周カ
ウンタ１４から入力テレビジョン信号Ｓｔ中の水平同期
信号１０１に正しく同期した信号が得られ、端子７より
水平同期信号Ｓ７として出力される。また、この水平同
期信号Ｓ７を分周カウンタ６で分周することによって、
入力テレビジラン信号Ｓｔ中の水平同期信号１０２に正
しく同期した垂直同期信号Ｓ８が得られ、端子８より出
力される。

なお、第１図においてＡ／Ｄ変換器２のサンプリングク
ロックパルスは、水平位相同期回路４内の電圧制御発振
器１３の出力信号Ｓ５が与えられる。また、Ａ／Ｄ変換
器２から出力されるディジタル化された入力テレビジョ
ン信号Ｓ１は、図示しない次段の信号処理回路にクロッ
ク信号となる信号Ｓ５と共に送出されて処理される。

第３図にこの発明の他の一実施例に係るテレビジョン信
号用同期抽出回路の構成図を示す。本実施例においては
、水平位相同期回路と補助位相同期回路とで同一のルー
プフィルタ３２．電圧制御発振器３３を共用し、切替器
３１により水平位相同期回路内の位相比較器１１の出力
Ｓ３または補助位相同期回路内の位相比較器２１の出力
Ｓ１３のいずれか一方を選択的にループフィルタ３２の
入力信号Ｓ１４とするようにしたものである。

切替器３１で信号Ｓ　３．Ｓ　１３のいずれを選択する
かは、モード判定回路３４から出力されるモード判定信
号Ｓ１７により制御される。すなわち、モード判定回路
３４は垂直同期信号検出回路３からの垂直同期識別信号
Ｓ２と補助位相同期回路５内の分周カウンタ２４からの
補助同期終了識別信号Ｓ１３とを入力信号とし、垂直同
期識別信号Ｓ２の発生時点から補助同期終了識別信号Ｓ
１３の発生時点までの期間においては、切替器３１で補
助位相同期回路における位相比較器２１の出力Ｓ１３が
選択され、補助同期終了識別信号Ｓ１３の発生時点以降
では、水平位相同期回路における位相比較器１１の出力
Ｓ３が選択されるようにモード判定信号Ｓ１７を出力す
る。また、モード判定信号Ｓ１７はループフィルタ３２
にも入力され、ループフィルタ３２のパラメータ（フィ
ルタ係数など）を水平及び補助位相同期回路のそれぞれ
の位相同期ループで最適な値に設定する。

本実施例の場合、水平位相同期ループへ移行する直前の
ループフィルタ３２の出力電圧Ｓ１５は、補助位相同期
ループにおいて抽出した入力信号周波数に対応した電圧
であるため、第１図の実施例の場合と同様に、水平位相
同期ループにおいて初期周波数の設定が行われることに
なる。

［発明の効果］ この発明によれば、入力テレビジョン信号の垂直帰線区
間内に挿入された水平走査周期より短い繰り返し周期の
補助同期信号に対して動作する補助位相同期回路を設け
、この補助位相同期回路が定常状態に達した後の内部位
相及び周波数に基づいて水平位相同期回路における初期
位相及び初期周波数を設定し、水平位相同期回路の初期
引き込み動作を行なうことにより、正極性同期信号の抽
出に際し入力テレビジョン信号の周波数として想定され
る周波数範囲が広い場合にも、正常に引き込み動作を行
うことができる。従って、本発明はテレビジョン信号の
周波数と水平位相同期回路内の周波数との初期周波数差
が大きい記録再生系において正極性同期信号を採用する
場合でも、安定した同期信号抽出が可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例に係るテレビジョン信号用
同期抽出回路の構成図、第２図は補助同期信号を含む正
極性同期方式の同期信号波形の例を示す図、第３図は本
発明の他の実施例に係るテレビジョン用同期抽出回路の
構成図、第４図は正極性同期方式の同期信号波形の一例
、第５図は負極性同期方式の同期信号波形の例を示す図
、第６図は従来の正極性同期方式のテレビジョン信号に
対する同期抽出回路の構成図、第７図は入力テレビジョ
ン信号位相と水平同期回路の内部位相の時間経過を示す
図である。 １・・・テレビジョン信号入力端子、２・・・Ａ／Ｄ変
換器、３・・・垂直同期信号検出回路、４・・・水平位
相同期回路、５・・・補助位相同期回路、６・・・分周
カウンタ、７・・・水平同期信号出力端子、８・・・垂
直同期信号出力端子、１１．２１・・・第１５．第２の
位相比較５．１２．２２・・・第１．第２のループフィ
ルタ、１３．２３・・・第１．第２の電圧制御発振器、
１４゜２４・・・第１．第２の分周カウンタ、３１・・
・切替器、３２・・・ループフィルタ、３３・・・電圧
制御発振器、３４・・・モード判定回路、１０１・・・
正極性水平同期信号、１０２・・・正極性垂直同期信号
、１０３・・・補助同期信号。 出願人代理人　弁理士　鈴江武彦

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）入力テレビジョン信号中の水平走査周期毎に同一
   波形を有する水平同期信号を抽出する水平位相同期回路
   と、 前記入力テレビジョン信号中のフレームまたはフィール
   ド周期毎に同一波形を有する垂直同期信号を検出する垂
   直同期信号検出回路と、 前記入力テレビジョン信号の垂直帰線区間に挿入された
   水平走査周期より短い周期で同一波形を複数回繰り返す
   補助同期信号を抽出する補助位相同期回路とを備え、 前記補助位相同期回路は前記垂直同期信号検出回路の垂
   直同期信号検出タイミングで初期位相及び初期周波数が
   設定された後、初期引き込み動作を行い、 前記水平位相同期回路は前記補助位相同期回路における
   定常位相及び定常周波数を基にして初期位相及び初期周
   波数が設定された後、初期引き込み動作を行うことを特
   徴とするテレビジョン信号用同期抽出回路。
2. （２）第１の位相比較器、第１の位相比較器の出力を入
   力とする第１のループフィルタ、第１のループフィルタ
   の出力を制御入力とする第１の電圧制御発振器及び第１
   の電圧制御発振器の出力を分周する第１の分周カウンタ
   を有し、第１の位相比較器で入力テレビジョン信号中の
   水平走査周期毎に同一波形を有する水平同期信号と第１
   の分周カウンタの出力とを位相比較することによって、
   前記入力テレビジョン信号中の水平同期信号を抽出する
   水平位相同期回路と、 前記入力テレビジョン信号中のフレームまたはフィール
   ド周期毎に同一波形を有する垂直同期信号を検出する垂
   直同期信号検出回路と、 第２の位相比較器、第２の位相比較器の出力を入力とす
   る第２のループフィルタ、第２のループフィルタの出力
   を制御入力とする第２の電圧制御発振器及び第２の電圧
   制御発振器の出力を分周する第２の分周カウンタを有し
   、第２の位相比較器で前記入力テレビジョン信号の垂直
   帰線区間に挿入された水平走査周期より短い周期で同一
   波形を複数回繰り返す補助同期信号と第２の分周カウン
   タの出力とを位相比較することによって、前記入力テレ
   ビジョン信号中の補助同期信号を抽出する補助位相同期
   回路とを備え、 前記補助位相同期回路は前記垂直同期信号検出回路の垂
   直同期信号検出タイミングで第２の分周カウンタの内部
   状態及び第２のループフィルタの出力が初期設定された
   後、初期引き込み動作を行い、 前記水平位相同期回路は前記補助位相同期回路で抽出さ
   れた補助同期信号の終了タイミングで第１の分周カウン
   タの内部状態が初期設定され且つ第２のループフィルタ
   の出力に基づいて第１のループフィルタの出力が初期設
   定された後、初期引き込み動作を行うことを特徴とする
   テレビジョン信号用同期抽出回路。
3. （３）ループフィルタ及び電圧制御発振器の少なくとも
   一方を水平位相同期回路と補助位相同期回路とで共用す
   ることを特徴とする請求項１または２記載のテレビジョ
   ン信号用同期抽出回路。