JPH0748864B2 - Ｓｅｃａｍ色光度復調器 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はカラーテレビの回路、より詳しく言うと、カラ
ーテレビ受信器用の色光度復調回路に関わる。

SECAMシステムにおいては、二つの副搬送波を周波数変
調する二つの色信号Ｒ−Ｙ及びＢ−Ｙが、送信すべき像
の色情報を表す一次信号Ｒ、Ｖ、Ｂ（赤、緑、青）の加
重和である輝度信号Ｙに付け加えられる。色信号Ｒ−Ｙ
及びＢ−Ｙは各走査線に交互に送信される。即ち、或る
線が「赤」の情報Ｒ−Ｙを伝達すると、次の線は「青」
の情報Ｂ−Ｙを伝達する。

テレビ受信器で受信されるビデオ信号は、（色情報を取
り除かれた）輝度信号用の出力と（輝度信号を取り除か
れた）色信号用の出力を持つ分離フィルターを通過す
る。

ここで関心があるのは色信号なので、輝度信号について
は触れない。

線から線へ送信されるビデオ信号は、赤色信号Ｒ−Ｙと
青色信号Ｂ−Ｙを交互に含む。二つの信号Ｒ−Ｙ及びＢ
−Ｙが別々に受信されても、遅延線とスイッチが、それ
らを同時に使うことを可能にする。

二つの別の復調回線が設けられており、それぞれは、問
題となる色情報に対応する副搬送波周波数に同調されて
いる。この二つの回線は全く同じなので、一方だけを説
明する。

線から線へ送信されるビデオ信号において、各線は、帰
線期間に対応する同期化の部分の後に有効信号の送信の
部分を含む。

色信号については、線の走査の帰線期間は、次に来る線
の色信号の副搬送波周波数をもつバーストを送信するた
めに使われる。Ｒ−Ｙ情報を伝達する線については
「赤」周波数をもつバーストであり、Ｂ−Ｙ情報を送信
する線については「青」周波数をもつバーストである。

受信器において、次に来る線がＲ−Ｙ線であるかＢ−Ｙ
線であるかを決めるためにこのバーストを使う。

周波数変調された色情報の復調が、例えば、Ｒ−Ｙ＝０
（赤回線について）或はＢ−Ｙ＝０（青回線について）
のように、基準電圧に対して完全に固定された色情報を
供給することが絶対に必要である。

言い換えれば、色信号Ｒ−Ｙが零の時、即ち、発信され
る周波数が正確に基準周波数である時、復調器は良く知
られている安定した値の基準電圧を正確に供給しなけれ
ばならない。もしこの値が安定していないと、像の色が
変化する。もしそれが安定しているが値が間違っている
と、色は不正確である。

実際には、帰線期間中、復調された信号を安定した基準
電圧で置き換え、この基準電圧に復調された信号の全体
を固定する。

しかしこのためには、復調器は、それが基準周波数を受
信する時この基準電圧に等しい電圧を正確に供給するよ
うに調節されなければ（或は自動的に調節できなれけれ
ば）ならない。

起きる具体的な問題をもって良く説明するために、位相
制御ループをもつ色光度復調器の動作を詳しく記述しよ
う。対応する原理図は第１図に、より詳しい図は第２図
に与えられている。

復調器は、基本的に、電流で制御される周波数をもつ発
振器10及び位相コンパレータ12から構成される。

発振器は、原則として色信号の基準周波数値Foの付近で
可変の周波数をもつ信号を供給する。発振器の出力信号
は差の電圧VE1の形で出力し、この電圧は位相コンパレ
ータ12の第一の差動入力の組E1に印加する。

周波数変調された色信号は、差の電圧VE2の形で、位相
コンパレータのもう一つの差動入力の組E2に印加する。

動作の一般的原理は次の通りである。位相コンパレータ
は出力電流ｉを供給し、この電流は、制御信号として発
振器10に印加される。発振器の周波数はこの電流に応じ
て変化し、電流自体も、位相コンパレータがその二組の
入力に受信する信号間の位相差に応じて変化する。

その結果、発振器の周波数は色信号の周波数の値に正確
に一致する。もし色信号の周波数が変化すれば、発振器
の周波数がそれに従うように、出力電流ｉは比例して変
化する。この電流ｉの振幅変化は、従って、復調された
色信号の振幅変化を表わす。

つまり、このように作られた位相制御ループが周波数の
復調を実現する。復調器が基準周波数Foに固定されてい
るようにするために、発振器10の振動周波数の基本調節
を周期的に（例えば、像の走査のフレームの帰線期間
に）行う。このために、信号MESの制御の下に周期的に
作動される基本調節回路14が、発振器に印加される基本
調節電流を作る（かつ、二つの周期的測定の間記憶す
る）。この基本調節電流は、（制御電流ｉはこの調節の
瞬間は断流器K1によって切られるので）制御電流ｉがな
い時にそれが発振器に印加されると、発振器が周波数Fo
を正確に発信するようになっている。このような基本調
節は古典的なものであり、例えば、フレームの走査のた
びに、フレームの帰線期間にこれを行う。周波数Foのク
オーツ或いは周波数合成器で、発振器の出力で制御し周
波数Foを得ることができる。

実施上難しいのは次のような点である。集積回路製造技
術に関する理由から、電圧制御でなく、電流制御の発振
器を製作することになる。更に、同じ理由から、制御電
流ｉは、実際上、位相コンパレータによって、他の２つ
の電流の差の形でしか生み出すことができない。

ところが、望まれているのは、復調された色信号を、き
ちんと決められた基準電位に対して可変の電圧の形で受
け取ることである。なぜなら、これは、その後で、復調
された色信号を用いて色信号Ｒ、Ｂ、Ｖを作り、それら
をカソード管に印加するために増幅するのに適した唯一
の方法だからである。

（復調された色信号を表わす）制御電流ｉを基準電位に
対して固定された電圧に変換するためには、この基準電
位に接続された抵抗を通過させる必要がある。しかし、
そうすると、この同じ電流を制御のために用いることは
実際上できない。言い換えれば、制御電流を、制御の目
的と、基準電位に対して固定された出力信号となる電圧
にそれを変換する目的の両方に同時に用いることは先験
的に難しい。

それ故、第１図の原理を実施する実施図においては、制
御電流ｉをコピーして電流ｉ′を作る。電流ｉは制御に
用いられ、電流ｉ′は、復調された色信号を表わす出力
電圧Vsを作るために、基準電位Vrｆに接続された抵抗
Rsに印加される。このように、「制御」機能と「電圧に
変換される」機能を分ける。

第２図はこの考え方に対する実施例の一つを示す。電流
のコピーは集積回路の中で簡単に作れるが、以下に見ら
れるように、それに伴う限界もある。

基本図は第１図のそれと同じであるが、位相コンパレー
タは電流ｉを作らず、二つの差動出力S1,S2に二つの電
流i1及びi2を作り、その差i1−i2が制御電流ｉにならね
ばならないところが異なる。

実際には、差i1−i2を作るためには、電流i1をコピーし
て電流i3＝i1を作り、更に、電流i2を二回コピーして一
方ではi4＝i2を作り、他方ではi5＝i2を作る。最後に、
電流i3を二回コピーして一方ではi6＝i3を作り、他方で
はi7＝i3を作る。

電流i5とi7の差が制御電流ｉ＝i5−i7＝i2−i1を作るの
に使われる。電流i4とi6の差が、復調された色信号を表
わす電圧Vsに抵抗Rsの中で変換する復調電流ｉ′を作る
のに使われる。ｉ′＝i4−i6＝i2−i3＝i2−i1＝ｉであ
る。信号SLの制御の下に帰線期間中ずっと開かれている
断流器K2が、この期間、電流ｉ′を解除し、従ってその
時の電位Vrｆを信号Ｓに印加することを可能にするこ
とがわかる。

理論的にはｉ′＝ｉであるが、実際にはコピーは完全無
欠とはいかない。入力E2で受信される周波数が周波数Fo
である時、出力電圧Vsは正確にVrｆであってほしい。
それには、その時のｉ′が厳密に零であることが前提と
なる。しかし、発振器は、フレームの帰線期間にｉ＝０
である時に周波数Foを発信するように調節されているの
であり、ｉ′＝０の時ではない。もし電流のコピーがｉ
＝ｉ′に誤差を持ち込むと、この誤差は復調された信号
に再生する。

要求される精度は0.35％である、即ち、復調器は、850
キロヘルツである全変調域の中心周波数Foから３キロヘ
ルツ以内にある入力周波数に対して電圧Vrｆ（ｉ′＝
０）を供給しなければならない。

第２図のそれのように電流がコピーである時には、この
精度を達成するのに不可能である。電流がコピーの時に
奇態できる精度は約１％であり、しかもここでは、ｉ＝
ｉ′に関係するコピーが少なくとも二つある。

この不都合な点を除くために、本発明は第２図に次のよ
うな修正を加えることを提案する： １） 電流で制御される発振器は、その電流制御入力
が、基準電位として使える固定された電位にあるような
型のものを選ぶ。特に、その電流制御が、それぞれ一定
の電位にあるベースをもつ二つのトランジスタのエミッ
タに電流源を接続する回路の分岐点に電流を印加するこ
とによって行われる型の発振器を選ぶことができる。

２） 位相コンパレータは二つの差動電流出力を持つ。
そのそれぞれがコピーされ、コピーされた電流の差が、
一方で発振器の電流制御入力に接続された抵抗に印加す
る。

３） 差動電流出力のそれぞれは、更に、一回目のコピ
ーのコピー比に比べ数倍小さなコピー比で、もう一度コ
ピーする。この二回目のコピーでコピーされた電流の差
が発振器の電流制御入力に印加する。

本発明の他の特徴と利点は以下の、付録の図を参照して
行われる詳しい説明を読むと一層はっきりする。付録の
図において： −第１図及び第２図は、既に説明されたが、本発明が改
良を加えたい色光度復調器の型を示す。

−第３図は、本発明に従う色光度復調器を示す。第３図
の回路の構造は次の通りである（第１図及び２の要素と
全く同じ要素には同じ符号が付けてある）：位相コンパ
レータ12は、この場合も、一方ではその入力E1に電流制
御発振器10の差の出力信号を受信し、他方ではその入力
E2に復調すべき色信号を受信する。

電流制御発振器は周波数を制御する入力Ｅを持ち、この
入力は制御電流ｉを受信できる。他方で、発振器10の振
動周波数は、すでに説明したように、基本調節回路14に
よって周期的に調節され、制御電流ｉが零の時には振動
周波数が色信号の副搬送波周波数Foになっている。

位相コンパレータはそれぞれ電流i1及びi2を供給する二
つの出力を持ち、その差i1−i2によって、入力E1及びE2
に印加される信号間の位相差が測定される（実際には、
位相差90゜に対して零であるi1−i2は、入力信号間の位
相差が90゜から離れるに従って大きくなる）。

電流i1及びi2はそれぞれコピーされてi1及びi2に等しい
か或は比例した電流が作られるが、これは次のように行
われる:i1が電流i3を供給するためにコピーされ、i2が
電流i4を供給するためにコピーされ、i3が電流i6を供給
するためにコピーされ、電流i4とi6の差が抵抗Rsの端子
の一つに印加され、抵抗Rsの他方の端子は制御入力Ｅに
接続される。電流のコピーの公称比は、特に１に等しい
こと、即ち、i6＝i3＝i1及びi4＝i2であることが望まし
い。しかしながら、i4とi2間の比がi6とi1間の比に等し
ければ、他の値でもよい。

更に、i4（つまりi2）に比例した電流i8及びi6（つまり
i1）に比例した電流i9を作るために、もう一度電流のコ
ピーが行われる。コピーの公称比を選ぶには、比i8/i2
とi9/i1が等しく、更に、この共通の値が比i4/i2或いは
i6/i1より遥かに小さく（例えば1/5から1/10倍）なるよ
うにする。

電流i8とi9の差を、制御電流ｉがi4−i6＋i8−i9に等し
くなるように、発振器の制御入力Ｅに印加する。電流の
コピーは従来の方法で、例えばベースとコレクタが結合
され、エミッタが抵抗を通して一定の電位に接続されて
いるトランジスタの中を、コピーする電流を流す方法で
行われる。電流は、ベースが第一のトランジスタのベー
スと接続され、エミッタが第二の抵抗を通して第一のト
ランジスタと同じ一定の電位に接続されているコピー・
トランジスタの中でコピーされる。コピー・トランジス
タのコレクタは、コピーされた電流の出力として使われ
る。二つの抵抗の値の比ｎは、コピー比を決める主要因
子である。抵抗がない時には、主要因子はトランジスタ
のエミッタの表面積の比である。

電流i4とi6の間に差を作るために、回路の分岐点J1に、
電流i4とi6をそれぞれ作るコピー・トランジスタT4及び
T6のコレクタを接続する。抵抗Rsに接続されるのは、こ
の分岐点J1である。しかし、抵抗の中を流れるのが確か
に電流i4とi6の差であるためには、電流i4は分岐点J1へ
戻る電流であり、電流i6はJ1から出る電流でなければな
らない。戻る電流i4は直接に作られる。コピーすべき電
流i2を、抵抗を通して第一の電源電域Vcc（高電位）に
接続されたトランジスタの中を流すと、抵抗を通して同
じ電位に接続されたコピー・トランジスタT4の中で電流
i4がコピーされる。

出る電流i6は二段階で作られる。電流i1を、抵抗を通し
て電位Vccに接続されたトランジスタT1の中を流す。同
じ電位に接続されたコピー・トランジスタT3によってコ
ピー電流i3が作られる。次に、電流i3を、抵抗を通して
第二の電位Vdd（低電位）に接続された第二のトランジ
スタT5の中を流すと、抵抗を通して同じ電位Vddに接続
されたコピー・トランジスタT6によってi3のコピー電流
が作られる。

電流i8及びi9も同様に前者は戻る電流、後者は出る電流
であり、両方共、電流i2及びi3のコピーである電流i8及
びi9を作るトランジスタT8及びT9の接続点である回路の
分岐点J2に印加され、トランジスタT8は、抵抗を通して
電位Vccに接続されたエミッタを持つが、トランジスタT
9は電位Vddに接続する。

第３図の説明の補足として、更に次の三点を明確にしな
ければならない： １） 断流器SW1は差の電流i4−i6の出力を遮断するこ
とができる。同様に、断流器SW2は差の電流i8−i9を遮
断することができる。この遮断は、回路14による発振器
の基本調節を、例えばフレームの帰線期間に行うたびに
行われる（信号MES）。しかし、更に、断流器SW1だけ
は、水平走査の各走査線の帰線期間中、この期間i4−i6
を遮断するために開かれている（信号MES＋SL）。

断流器は第３図に記号で表わされている。差の信号i4−
i6を遮断するひとつの構成例は信号MES＋SLにより制御
されるトランジスタを設けることであり、このトランジ
スタは、それが導体になった時、トランジスタT4及びT6
のエミッタと短絡するように接続される。この短絡がT4
及びT6を同時にブロックし、従って、i4−i6を解除す
る。電流i8−i9の遮断についても同じ配置をとることが
できる。

２） 発振器10は、電流による制御が可能でかつその電
流制御が、電圧発生器として働く入力Ｅ、即ち、低イン
ピーダンスの下で固定された電位にある入力Ｅに、電流
を印加することによって行うことができるものであれ
ば、様々な型のものであってもよい。第３図に表わされ
ている発振器10はこのような型であり、極めて古典的な
ものである。発振器10は、共通の電流源CCによって給電
される二つの分岐とこの二つの分岐内の電流を等しくす
る電流分配器を持つ。この電流分配器は、電流源に接続
されたエミッタと基準電位V1に上げられたベースをもつ
二つのトランジスタT10及びT11から成る。発振器の周波
数の制御は、分岐の中を流れる電流に働きかけることに
よって行われ、制御入力Ｅは分配器の二つのトランジス
タのエミッタの接続点である。これらのエミッタは電位
V2にあり、（制御電流ｉの振幅変化が限られていること
を考慮すると）この値は事実上不変である。この電位V2
は、V1から導通状態のトランジスタのベースとエミッタ
間の電圧降下を引いたものに等しい。

３） 最後に、上に述べてきた色光度復調器において、
可変電圧Vsの形で現れる復調された色信号を供給する出
力Ｓは、抵抗Rsが接続される分岐点J1である。

出力電圧Vsは、Vs−V2＝Rs（i4−i6）のようになる。

今度は、復調器の動作及びその利点を詳しく述べよう。

上記の説明からわかるように、出力信号Vs、より正確に
言うとVS−V2は、i4−i6に厳密に比例する。良好な復調
が行われるためには、制御電流ｉもまたi4−i6に厳密に
比例しなければならない。ここでの比例関係のあらゆる
誤差は復調された信号を劣化させる。劣化は、ｉが零の
時に電流i4−i6が零でない形で現れる一層厄介である。

理論的には、i4−i6が入力Ｅに印加される電流ｉに正確
に等しくなるようにするのが最も良い。そのためには、
第３図の図で、単にトランジスタT8及びT9を完全に取り
除けば十分である。

しかし、本特許請求者は、これを取り除くと復元された
カラーの像に欠陥が現れることを確認した。この欠陥
は、復調された信号Ｒ−Y,B−Y,Yから色光度成分Ｒ、
Ｖ、Ｂを作る方式に関する理由から、帰線期間である10
マイクロ秒間厳密に一定に保たれる電圧を、復調された
色信号の中に挿入したいと願うことから起きる。この帰
線期間の部分に、中心周波数Foをもつバーストが発信さ
れることが思い出される。

断流器SW1は、まさにこの挿入を行うために設けられて
いる。断流器SW1は帰線期間中は閉じられており、それ
が電流i4−i6を解除し、出力Ｓを一定である電位V2に引
き上げる。

もし入力Ｅに印加されるのが電流i4−i6自身であれば、
それが解除されれば、発振器の周波数は固定された値に
引き上げられる（前回の調節の時に基本調節回路がきち
んと作動すれば、原則としてFo）。このような条件にお
いては、位相コンパレータは、発振器の周波数を常に受
信される色信号の周波数に従属させる働きをもはや全く
しなくなってしまう。制御ループは10マイクロ秒間遮断
される。そして次に、線の初めで、制御ループは再形成
され、再び制御が開始される。しかし、この制御の再開
は直ぐには行われない。副搬送波数サイクル分の時間が
かかる可能性がある。これは、復元された像で、各線の
初めに誤った色が出るという形で現れる。このような欠
陥は絶対に受け入れられない。

この欠陥は第２図で存在しなかったことに気付く。基準
電圧が挿入される間（断流器K2は開かれている）制御ル
ープは閉じられたままだからである。その代わり、不正
確なコピーで制御電流ｉと出力電圧Vsの間が厳密に比例
しなくなることに起因する復調の欠陥が存在した。

第３図では、コピーの不正確に起因する欠陥を極小化し
ながら制御ループが開いていることに起因する欠陥を取
り除く。

これは、帰線期間中も制御ループを維持するトランジス
タT8及びT9を用いて行われる。

帰線期間中は電流i4−i6だけが解除される。断流器SW2
はこれらの帰線期間中は閉じられていないからである。
制御電流ｉは通常ｉ＝i4−i6＋i8−i9であり、帰線期間
中はｉ＝i8−i9である。従って、制御は機能し続ける
（i8−i9は、復調すべき色信号の周波数に発振器がつい
ていくように適当な値をとる）。線の初めで発振器の再
設定を必要とするような制御の解除は起きない。

線の復調の間、出力電圧の変化はi4−i6に比例する。も
しi8/i4及びi9/i6のコピー比が完全に等しければ、出力
電圧の変化はｉ＝i4−i6＋i8−i9にも比例する。しか
し、誤差があることもあり得る。しかしながら、この誤
差は電流ｉの一部分にしか作用しないであろう。言い換
えれば、もしi8−i9が２％のコピー誤差を示しても、i8
−i9の理論的な値がi4−i6/nに等しければ、ｉのi4−i6
に対する比例関係の誤差は２％/n＋１にすぎない。

その故、ｎを１よりずっと大きな値（例えば５から10）
に選ぶことによっても、もっとも帰線期間中も制御が機
能のし続けるようにあまり大きな値では困るが、ｎ＋１
で割った復調の誤差を得る。例えば、ｎ＝９であれば、
２％が0.2％になる。

最後に、基本調節回路14は既に説明したように機能する
ことを明確にしておかねばならない。即ち、周期的に、
例えば、フレームの帰線期間のたびに、信号MESが断流
器SW1及びSW2を同時に閉じて電流ｉを解除する。その時
発振器は、制御電流ｉがないので周波数Foを供給するよ
うに調節される。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の原理図、第２図と第３図は本発明の実
施例を示す図である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】電流により制御される周波数をもち、一つ
   の制御入力（Ｅ）及び一つの出力を備えた発振器（1
   0）、及び発振器の出力を受信する第一の入力（E1）、
   復調すべき色信号を受信する第二の入力（E2）、及び二
   つの電流差動出力（S1及びS2）をもつ位相コンパレータ
   （12）を含み、かつ、 ａ） 発振器は、その制御入力（Ｅ）が、低インピーダ
   ンス下で或る一定の電位（V2）に維持された回路の分岐
   点から成るような型のものであり、 ｂ） 位相コンパレータの出力は、電流をコピーする二
   つの回路に接続され、第一の回路は第一の比でコピー
   し、第二の回路は、第一の比に比べ数倍小さい第二の比
   でコピーし、 ｃ） 第一のコピー回路（T1,T2,T3,T4,T5,T6）は、位
   相コンパレータの二つの差動出力の電流をそれぞれ受信
   するための二つの入力、及び二つの差動出力の電流の差
   （i2−i1）を第一のコピー比で表わす電流（i4−i6）を
   供給するための出力（J1）を持ち、この出力は復調器の
   出力（Ｓ）となりかつ抵抗（Rs）の端子の一つに接続さ
   れており、抵抗の他方の端子は発振器の制御入力（Ｅ）
   に直接に接続されており、 ｄ） 第二のコピー回路（T1,T2,T3,T5,T8,T9）は、コ
   ンパレータの二つの差動出力の電流の差を第二のコピー
   比で表わす電流（i8−i9）を供給するための出力（J2）
   を持ち、この出力（J2）は発振器の制御入力（Ｅ）に接
   続されており、 ｅ） 水平走査の帰線期間中、第二のコピー回路の出力
   電流を解除せずに第一のコピー回路の出力電流だけを解
   除するための断流機構（SW1）が設けられていることを
   特徴とする、カラーテレビ受信器用の色光度復調器。