JPH075724Y2 - 周波数識別回路 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （イ）産業上の利用分野 本考案は、入力信号の周波数を識別する周波数識別回路
に関するもので、特に高い周波数の信号も安定に識別す
ることが出来る周波数識別回路に関する。

（ロ）従来の技術 映像信号中の同期信号が正しく到来しているか、ノイズ
を含み同期信号が割れた状態で到来しているかを識別す
る同期検出回路が特開昭62-103369号公報に記載されて
いる。第２図は前記同期検出回路を示す回路図で、
（１）は同期分離された入力信号が供給される入力端
子、（２）は該入力端子（１）からの入力信号がベース
に供給され、前記入力信号に応じてオン・オフするトラ
ンジスタ、（３）は該トランジスタ（２）のコレクタ側
に接続された定電流源、（４）は該定電流源（３）から
の電流によって充電されるコンデンサ、（５）は該コン
デンサ（４）の一端Ａに生ずる電圧を平滑する抵抗（5
A）及びコンデンサ（5B）から成るローパスフイルタ、
（６）は該ローパスフイルタ（５）の出力電圧と基準電
源（７）からの基準電圧とを比較し、前記出力電圧が基
準電圧より大の場合「Ｈ」の信号を、小の場合「Ｌ」の
信号を出力端子（８）に発生する比較回路である。

第２図の入力端子（１）に第３図（イ）の如き同期信号
が供給されると、第３図（イ）の時刻t₁では同期信号が
「Ｈ」となり、トランジスタ（２）はオンし、コンデン
サ（４）は放電する。時刻t₂に同期信号が「Ｈ」から
「Ｌ」に変化すると、トランジスタ（２）はオフし、コ
ンデンサ（４）は定電流源（３）により定電流充電され
る。時刻t₃では再び同期信号が「Ｈ」になり、トランジ
スタ（２）はオンし、コンデンサ（４）は放電する。従
って点Ａには第３図（ロ）に実線（ａ）で示される如き
ノコギリ波電圧が発生する。尚、コンデンサ（４）の充
電時定数は1/f（ｆは同期信号の周波数）に設定されて
いる。点Ａに得られる電圧はローバスフイルタ（５）に
て平滑され、その出力電圧は第３図（ロ）の実線（ｂ）
の如くなる。ローパスフイルタ（５）の出力電圧は基準
電源（７）の基準電圧と比較される。前記基準電圧は第
３図（ロ）の一点鎖線（ｃ）の如く設定されているの
で、ローパスフイルタ（５）の出力電圧は基準電圧より
も大となり、比較回路（６）の出力端子（８）に「Ｈ」
の信号が発生する。従って、第３図（イ）の同期信号が
供給された場合には同期信号有りと検出される。

次に第４図（イ）に示す如きノイズを含み割れた同期信
号が入力端子（１）に供給されると、前記ノイズに応じ
てトランジスタ（２）が急速にオン・オフし、又コンデ
ンサ（４）は急速に充放電を繰り返す。従って点Ａの電
圧は第４図（ロ）の実線（ａ）の如くなり、ローパスフ
イルタ（５）の出力電圧は実線（ｂ）の如くなる。この
ためローパスフイルタ（５）の出力電圧は基準電圧より
も低くなり、比較回路（６）の出力端子（８）に「Ｌ」
の信号が発生する。

従って、第４図（イ）のノイズを含む同期信号が供給さ
れた場合には同期信号無しと検出される。

従って、第２図の回路に依れば同期信号の有無を検出す
ることが出来る。第３図（イ）及び第４図（イ）の信号
の違いはノイズを含む含まないとしていたが、これは入
力信号の周波数が異なる場合としても見ることが出来
る。その為、第２図の回路は、入力信号の周波数の違い
を識別することも可能である。

（ハ）考案が解決しようとする課題 第２図の回路ではコンデンサ（４）の放電時、トランジ
スタ（２）を飽和させ急速に放電させている。そうする
ことによって、放電時の応答を良くし判別の正確性を増
している。これは入力信号の周波数が水平同期信号周波
数（15.734KHz）程度の場合には全く問題ないが、入力
信号の周波数が例えばクロマ信号周波数（NTSC方式で約
3.58MHz）程度になると、トランジスタ（２）の飽和が
起因して判別の正確性が低下するという問題がある。即
ち、トランジスタが飽和すると、充電波形は正常なもの
に比べ数十nsec程度位相遅れが生ずる。これがクロマ信
号周波数の場合に生ずると１周期の内の数十％程度を占
めることになり充分な充電が行なわれなくなる。その
為、誤判別が生じるという問題があった。

（ニ）課題を解決するための手段 本考案は、上述の点に鑑み成されたもので、入力信号の
波形整形を行なう波形整形回路と、鋸歯状波作成用のコ
ンデンサと、前記波形整形回路の出力信号に応じて前記
コンデンサの充電を行なう第１の電流源と、前記波形整
形回路の出力信号に応じて前記コンデンサの放電を行な
う第２の電流源と、前記コンデンサの最低電圧をクリッ
プするクリップ手段と、前記コンデンサの出力信号のレ
ベルを検波するレベル検波手段とから成り、前記レベル
検波手段の出力端より周波数識別出力を得るようにした
ことを特徴とする。

（ホ）作用 本考案に依れば、入力信号に応じて第１の電流源でコン
デンサの充電を行ない、又前記入力信号に応じて第２の
電流源で前記コンデンサの放電を行なっている。前記コ
ンデンサの最低電圧は、クリップ回路で所定値にクリッ
プしている。その為、前記コンデンサの放電電流が流れ
る前記第２の電流源を構成するトランジスタは、飽和せ
ず、一定電流が流れる。従って、前記コンデンサに生ず
る充電波形の立ち上がりは遅れず、入力信号に応じた正
しい鋸歯状波を得ることが出来る。

（ヘ）実施例 第１図は、本考案の一実施例を示す回路図で、（９）は
入力端子（10）からの入力信号の振幅制限を行なうリミ
ッタ増幅器、（11）は前記リミッタ増幅器（９）の出力
信号に応じて互いに逆相の制御信号を発生するスイッチ
回路、（12）は鋸歯状波作成用のコンデンサ、（13）は
前記コンデンサ（12）を充電する為の第１電流源、（1
4）は前記制御信号に応じて開閉する第１スイッチ、（1
5）は前記コンデンサ（12）を放電する為の第２電流
源、（16）は前記制御信号に応じて開閉する第２スイッ
チ、（17）は前記コンデンサ（12）の端子電圧が所定値
（V_A）以下まで低下するのを防止するクリップ回路、
（18）は前記コンデンサ（12）の出力鋸歯状波をピーク
検波するピーク検波回路、及び（19）は前記ピーク検波
回路（18）の出力電圧と基準電源（20）の基準電圧Vref
とを比較する比較回路である。

次に動作を説明する。入力端子（10）に第５図（イ）の
如き正弦波が印加されると、該正弦波はリミッタ増幅器
（９）で増幅及び振幅制限の波形整形が行なわれ第５図
（ロ）の如くなる。第５図（ロ）の信号がスイッチ回路
（11）に印加されると、互いに逆相で「Ｈ」又は「Ｌ」
レベルの制御信号が第１及び第２スイッチ（14）及び
（16）に印加される。今、第５図の期間T₁で第１スイッ
チ（14）が閉じ、第２スイッチ（16）が開いたとする
と、第１電流源（13）からの電流がコンデンサ（12）に
供給され該コンデンサ（12）の端子電圧が上昇する。
尚、この時クリップ回路（17）はオフしており動作に影
響を与えない。次に、第５図の期間T₂で前記制御信号が
反転して、第１スイッチ（14）が開き、第２スイッチ
（16）が閉じたとすると、前記コンデンサ（12）が第２
電流源（15）を介して放電を開始し、その端子電圧は低
下する。ここで、前記コンデンサ（12）の端子電圧が電
圧V_Aまで低下すると、クリップ回路（17）がオンし、前
記端子電圧を電圧V_Aにクリップする。

その為、第２電流源（15）を構成するトランジスタの飽
和が防止され電流源（15）には一定の放電電流が流れ
る。その為、放電から充電期間に切換わったとしても充
電波形の立ち上がりは遅れることはない。その結果、コ
ンデンサ（12）の端子間には第５図（ハ）の如き鋸歯状
波を得ることが出来る。該鋸歯状波は、ピーク検波回路
（18）でピーク検波され、その検波出力は第５図（ニ）
の実線の如くなる。そこで、基準電源（20）の基準電圧
Vrefを第５図（ニ）の一点鎖線のレベルに設定すれば比
較回路（19）の出力端子（21）に「Ｌ」レベルの識別出
力を得ることが出来る。

次に第５図（イ）の信号の周波数の約1/2の周波数の信
号が加わった場合について、第６図を用いて簡単に説明
する。第６図（イ）に示す入力信号が入力端子（10）に
加わると、前述の場合と同様の動作でコンデンサ（12）
の端子電圧は第６図（ハ）の如くなった後、ピーク検波
されて第６図（ニ）の実線の如くなる。その為、比較回
路（19）の出力端子（21）には「Ｈ」レベルの識別出力
を得ることが出来る。

従って、第１図の回路に依れば、入力信号の周波数を正
確に識別することが出来る。

第７図は、第１図の具体回路例を示すもので、（22）は
リミッタ増幅器、（23）はスイッチトランジスタ、（2
4）は充電用の第１トランジスタ、（25）は放電用の第
２トランジスタ、（26）はクリップトランジスタ、（2
7）はトランジスタ（28）及びコンデンサ（29）から成
るピーク検波回路である。尚、第２トランジスタ（25）
はスイッチ回路を兼用している。

第７図において、入力端子（10）からの入力信号は高利
得の差動増幅器で構成されるリミッタ増幅器（22）で波
形整形された後、スイッチトランジスタ（23）及び第２
トランジスタ（25）のベースに印加される。今、スイッ
チトランジスタ（23）がオン、第２トランジスタ（25）
がオフであるとすると、第１トランジスタ（24）のコレ
クタからの電流でコンデンサ（12）が充電される。逆
に、スイッチトランジスタ（23）がオフ、第２トランジ
スタ（25）がオンすると、コンデンサ（12）の放電電流
が第２トランジスタ（25）を介して流れる。前記コンデ
ンサ（12）の端子間電圧が所定値まで低下すると、クリ
ップトランジスタ（26）がオンしクリップ動作が行なわ
れる。前記コンデンサ（12）の端子電圧のピーク電圧
は、コンデンサ（12）に保持されるので該電圧を比較回
路（19）に印加することで判別を行なうことが出来る。

さて、第１図の回路においては、高い周波数の入力信号
の周波数識別が可能であるが、周波数が隣接した２つの
入力信号の識別は、鋸歯状波の波高値が非常に近い値と
なるので、後段の比較回路（19）での比較が困難になる
という問題がある。

そこで、本考案においては、周波数の隣接した２つの入
力信号の識別を行なう場合、コンデンサ（12）の替わり
に点線で示されているダイオード（50）を用いて判別を
行なっている。前記ダイオード（50）は図から明らかな
如く、逆バイアスで接続されているので、pn接合容量を
有しており、該容量を用いて鋸歯状波の作成を行なう。
pn接合容量の端子間電圧Ｖと容量値ｃとの関係は、第８
図の如くなり、反比例の如き関係にある。又、ダイオー
ド（50）の上端に発生する鋸歯状波電圧の変化量ΔＶ
は、 ΔＶ＝ＩΔt/c ……………（１） となる。第８図において、電圧Ｖが小さい時には容量ｃ
が大となるので、この場合の変化量ΔＶはｃが一定の時
に比べ小となる。又、電圧Ｖが大きい時には容量ｃが小
となるので、この場合の変化量ΔＶはｃが一定の時に比
べ大となる。その為、入力信号の周期（Ｔ）に対するピ
ーク電圧の値は、コンデンサ（12）の場合とダイオード
（50）の場合とで第９図の如くなる。今、比較信号がNT
SC方式のクロマ信号（f1＝3.58MHZ）とPAL方式のクロマ
信号（f2＝4.43MHZ）とであるとすると、該周波数f1及
びf2を第９図の様にすれば良い。ここで、第９図の特性
カーブは、周波数f1のときに第７図の回路のダイナミッ
クレンジから定まる最大のピーク電圧にすれば良い。そ
うすることに依って、第９図に示す如く、レベル差ｂを
得ることができ、従来のレベル差ａに比べ確実な識別が
可能となる。

尚、第７図の回路に於ては、無信号時、出力端子（21）
の出力が「Ｌ」レベルとなるが、無信号時には判別出力
を利用していないので、問題はない。

（ト）考案の効果 以上述べた如く、本考案に依れば高い周波数の入力信号
の周波数識別を正確に行なうことの出来る周波数識別回
路を提供することが出来る。特に本考案に依れば、周波
数を識別する為に作成する鋸歯状波の充電波形の立ち上
がり遅れを防止することが出来、判別の正確性を増すこ
とが出来る。又、本考案に依れば、判別用のコンデンサ
ーとして、pn接合容量を用いているので、隣接した周波
数の信号も確実に識別できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本考案の一実施例を示す回路図、第２図は従
来の周波数識別回路に用いることの出来る同期検出回路
を示す回路図、第３図（イ）及び（ロ）は第２図の説明
に供する為の波形図、第４図（イ）及び（ロ）は第２図
の説明に供する為の波形図、第５図（イ）乃至（ニ）は
第１図の説明に供する為の波形図、第６図（イ）乃至
（ニ）は第１図の説明に供する為の波形図、第７図は第
１図の具体回路例を示す回路図、第８図及び第９図は、
第１図の説明に供する為の特性図である。 （９）……リミッタ増幅器、（11）……スイッチ回路、
（12）……コンデンサ、（13）……第１電流源、（15）
……第２電流源、（17）……クリップ回路、（18）……
ピーク検波回路。

Claims (3)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】入力信号の波形整形を行なう波形整形回路
   と、 鋸歯状波作成用のコンデンサと、 前記波形整形回路の出力信号に応じて前記コンデンサの
   充電を行なう第１の電流源と、 前記波形整形回路の出力信号に応じて前記コンデンサの
   放電を行なう第２の電流源と、 前記コンデンサの最低電圧をクリップするクリップ手段
   と、 前記コンデンサの出力信号のレベルを検波するレベル検
   波手段と から成り、前記レベル検波手段の出力端より周波数識別
   出力を得るようにしたことを特徴とする周波数識別回
   路。
2. 【請求項２】前記波形整形回路は、リミッタ増幅器から
   成ることを特徴とする請求項第１項記載の周波数識別回
   路。
3. 【請求項３】前記鋸歯状波作成用のコンデンサは、pn接
   合容量で構成されることを特徴とする請求項第１項記載
   の周波数識別回路。