JPH0828888B2

JPH0828888B2 - Ｐｌｌ回路の同期方法

Info

Publication number: JPH0828888B2
Application number: JP62116617A
Authority: JP
Inventors: 義明守山
Original assignee: Pioneer Corp
Current assignee: Pioneer Corp
Priority date: 1987-05-12
Filing date: 1987-05-12
Publication date: 1996-03-21
Anticipated expiration: 2011-03-21
Also published as: JPS63280593A

Description

【発明の詳細な説明】技術分野本発明は、PLL回路の同期方法に関し、特に再生映像
信号に同期したクロックを発生するPLL回路の同期方法
に関するものである。

背景技術ビデオディスクプレーヤ、VTRなどの映像信号再生装
置では、装置内で発生される基準水平同期信号を基準と
してスピンドルモータなどの回転系を制御する構成とな
っているので、記録媒体から得られる再生映像信号はジ
ッタ（時間軸変動）を含むものの、平均的には基準水平
同期信号に同期している。したがって、再生映像信号に
同期したクロックを発生するPLL回路を再生映像信号に
同期させる前に基準水平同期信号に同期させておけば、
再生映像信号への同期引込みが容易になり短時間で確実
に引き込めることになる。また、映像信号を安定に再生
しているときは、再生水平同期信号よりもカラーバース
ト信号の方が位相誤差を高精度で検出できるので、PLL
回路をカラーバースト信号に対して同期させるのが良
い。

しかしながら、PLL回路がカラーバースト信号に同期
しているときでも、垂直ブランキング期間、トラックジ
ャンプのとき、サーチ期間中、再生映像信号中にカラー
バースト信号がない区間の再生などでは、同期の対象を
再生水平同期信号に切り換えることがある。カラーバー
スト信号から再生水平同期信号へ、あるいは再生水平同
期信号からカラーバースト信号への同期の対象の切換え
において、カラーバースト信号と再生水平同期信号との
位相差が大きいと、切換え直後に大きな位相誤差を発生
し、PLLのVCO（電圧制御発振器）のクロックが大きく変
動し、PLLが不安定になる。特に、映像信号をFM変調し
た信号をVCOのクロックでAD変換すると、クロックの変
動はFM検波された映像信号のレベル変動となり、同期信
号の分離にも悪影響を及ぼすことになる。

発明の概要本発明は、上述した点に鑑みなされたもので、同期の
対象をカラーバースト信号と再生水平同期信号との間で
切り換えるとき、大きな位相誤差の発生を抑えてVCOの
クロックを安定化することにより、切換え後の同期の乱
れをなくしたPLL回路の同期方法を提供することを目的
とする。

本発明によるPLL回路の同期方法は、記録媒体から再
生された再生映像信号から抽出された再生水平同期信号
に同期したクロックを発生する一方、前記再生映像信号
からカラーバースト信号が抽出される場合には前記カラ
ーバースト信号に同期したクロックを発生するPLL回路
の同期方法であって、前記カラーバースト信号に同期し
たクロックを発生する動作中において前記カラーバース
ト信号と前記再生水平同期信号との位相差を求め、前記
カラーバースト信号に同期したクロック発生動作から、
前記再生水平同期信号に同期したクロック発生動作に切
り換えたとき、前記再生水平同期信号の所定位相比較信
号に対する位相誤差を前記位相差によって補正すること
を特徴としている。

実施例以下、本発明の実施例を図に基づいて詳細に説明す
る。

第１図は本発明に係るPLL回路を有する、例えば信号
処理をディジタル的に行なう構成の映像信号再生装置の
ブロック図である。図において、ビデオディスクなどの
記録媒体から読み取られたFM映像信号は、アナログLPF
（ローパスフィルタ）１を介してA/D変換器２に供給さ
れる。LPF1はA/D変換における折り返しひずみを除去す
るためのものである。A/D変換器２から出力されるディ
ジタル化FM映像信号は、ディジタルBPF（バンドパスフ
ィルタ）３に供給される。このディジタルBPF3は、FM音
声信号をも含むA/D変換出力から映像信号の検波に必要
な成分のみを抽出して次段のFM検波回路４に供給する。
FM検波回路４としては、例えば、本出願人により特願昭
59−262481号にて提案された構成のものを用い得る。FM
検波回路４の検波出力はビデオLPF5において映像信号の
ベースバンド成分のみが抽出される。

映像信号のドロップアウトを検出するためのドロップ
アウト検出回路６が設けられている。このドロップアウ
ト検出回路６は例えばレベルコンパレータ構成となって
おり、FM検波回路４におけるディジタル化FM映像信号の
エンベロープ成分の２乗信号の信号レベルが所定値以下
になったことを検出してドロップアウト検出信号を出力
する。ビデオLPF5を通過したディジタル化映像信号はド
ロップアウト補正回路７及び信号分理解路８に供給され
る。ドロップアウト補正回路７はドロップアウト検出回
路６から供給されるドロップアウト検出信号に応答して
ドロップアウトの補正を行なう。

信号分離回路８はディジタル化映像信号中に含まれる
水平同期信号やカラーバースト信号などの信号を分離し
てPLL回路９に供給する。PLL回路９は再生映像信号に同
期したクロックを発生するものであり、その同期の対象
として信号分離回路８からの再生水平同期信号、カラー
バースト信号及び基準信号発生回路10からの基準水平同
期信号の３信号が入力され、これら信号に基づいて4f_sc
（f_scは色副搬送波周波数）及び4N₁ f_sc（N₁は２以上の
整数で、例えば３）のクロックを発生する。この4f_sc及
び4N₁ f_scのクロックはディジタル信号処理のためのク
ロックとして用いられ、A/D変換器２のサンプリングク
ロック及びビデオLPF5までの信号処理のクロックを4N₁
f_scとし、ビデオLPF5の出力から4f_scのクロックにダウ
ンサンプリングする。また、信号分離回路８では、4f_sc
のクロックを再生水平同期信号及びカラーバースト信号
のサンプリングクロックとする。

ドロップアウト補正回路７から出力されるディジタル
化映像信号はPLL回路９で発生される4f_scのクロックに
よってバッファメモリ11に書き込まれる。このバッファ
メモリ11からのデータの読出しは、基準信号発生回路10
で発生される4f_scの基準クロックによってなされる。こ
のように、再生映像信号とは関係のない安定した基準ク
ロックによってバッファメモリ11からのデータの読出し
を行なうことにより、再生映像信号のジッタを吸収する
ことができるのである。バッファメモリ11から読み出さ
れたディジタル化映像信号はD/A変換器12でアナログ化
されて再生映像出力となる。

第２図は第１図におけるPLL回路９の具体的な構成を
示すブロック図である。同図において、信号分離回路８
で再生映像信号から分離された再生水平同期信号（PB
H）及び基準信号発生回路10で発生された基準水平同期
信号（REF H）は、PLLコントロール回路20によって切換
え制御されるセレクタ21の２入力となる。セレクタ21に
よって選択された再生水平同期信号又は基準水平同期信
号はコントロール回路20に供給されると共に第１の位相
比較器22の一入力となる。位相比較器22の比較出力はコ
ントロール回路20に供給されると共に加算器23及びセレ
クタ24の各一入力となる。セレクタ24はコントロール回
路20によって切換え制御される。このセレクタ24の選択
出力はリミッタ25に供給される。リミッタ25は入力信号
に対する振幅制限動作を選択的に行なう構成となってお
り、その選択制御はコントロール回路20によって行なわ
れる。リミッタ25の出力はセレクタ26の一入力となる。

一方、信号分離回路８で再生映像信号から分離された
カラーバースト信号（CB）は第２の位相比較器27の一入
力となる。この位相比較器27の比較出力はコントロール
回路20に供給されると共にセレクタ26の他入力となる。
セレクタ26はコントロール回路20によって切換え制御さ
れる。このセレクタ26の選択出力はPLLのループ特性を
決めるためのループフィルタ28に供給される。ループフ
ィルタ28は所望の特性を実現するように構成されたディ
ジタルフィルタであり、その出力はD/A変換器29でアナ
ログ電圧に変換されてVCO30の制御電圧となる。VCO30は
D/A変換器29の出力電圧により発振周波数が制御され、
その出力は本回路のマスタークロックf_Mとなると共に、
N₁分周器31を経由してN₂分周器33とN₃分周器33とコント
ロール回路20に供給される。N₂分周器32の出力は位相比
較器22の他入力となり、又N₃分周器33の出力は位相比較
器27の他入力となっており、以上によりPLLが形成され
ている。

N₁分周器31はマスタークロックf_Mを再生水平同期信号
及びカラーバースト信号のサンプリングクロック4f_scま
で分周するためのものであり、例えばf_M＝16f_scとした
場合N₁＝４なる。N₂分周器32はN₁分周器31の出力（f_M/N
₁）を水平走査周波数f_Hまで分周するためのものであ
り、NTSC方式ではN₂＝910となる。N₃分周器33はN₁分周
器31の出力（f_M/N₁）を色副搬送波周波f_scまで分周する
ためのものであり、f_M/N₁＝4f_scのとき、N₃＝４とな
る。

PLLコントロール回路20はフリップフロップとPLA（Pr
ogrammable Logic Array）の組合せ、あるいはマイクロ
コンピュータなどにより構成され、電源投入時などに発
せされる初期リセット信号（IRST）、垂直ブランキング
期間であることを示す垂直ブランキング信号（VBLK）、
サーチあるいはビジュアル・スキャン中であることを示
すスキャン信号（SCAN）、静止画などの特殊再生におい
て隣接トラックにジャンプしたことを示すジャンプ信号
（JUMP）などを制御信号とし、セレクタ21,24,26の切換
え、リミッタ25の振幅制限動作の選択、ループフィルタ
28の初期状態へのセット、分周器32,33のリセットなど
の制御を行なう。なお、ループフィルタ28の初期状態へ
のセットは、ディジタルフィルタ内の各レジスタが所定
値に設定されることによって行なわれる。

PLLコントロール回路20は更に、PLLがカラーバースト
信号を同期の対象としこれに同期した状態では、位相比
較器27の出力と位相比較器22の出力とに基づいてカラー
バースト信号と再生水平同期信号との位相差を求めかつ
平均化処理し、これを加算器23の他入力とすることによ
って位相比較器22の出力、すなわち再生水平同期信号の
位相誤差の補正を行なう。なお、カラーバースト信号と
再生水平同期信号との位相差を、再生水平同期信号では
なくカラーバースト信号に同期しているときに求めるの
は、以下の理由による。

カラーバースト信号の方が位相誤差が正確に求まる
ので、同期時におけるクロック変動が少ない。

カラーバースト信号の周期（1/f_sc）が短く、再生
水平同期信号による同期の精度が悪いため、位相変動f
_scの±180゜以上になる可能性がある。位相変動がこの
値を超えると、再生水平同期信号とカラーバースト信号
との位相差を正確に求めることはできない。

位相比較器27がsin形の位相比較特性でsinθ＝θの
近似を行なっているときは、位相比較器27の出力値は０
近傍以外では誤差がある。再生水平同期信号に同期して
いるときは、位相比較器27の出力値は０近傍とは限らな
い。また、PLLコントロール回路20における位相差の平
均化は、移動平均を取っても良いし、低域通過フィルタ
を通すことによって行なっても良い。

次に、かかる構成の動作について説明する。

電源投入時や映像信号が入力されていないときは、PL
Lコントロール回路20は初期リセット信号（IRST）など
の制御信号により、セレクタ21をａ側として基準水平同
期信号を選択し、セレクタ24をａ側として位相比較器22
の比較出力を選択し、リミッタ25を振幅制限状態とせず
にスルーとし、セレクタ26をａ側にしてリミッタ25の出
力を選択する。また、電源投入直後の状態では、VCO30
の初期周波数がPLLロック時の中心値に設定されるよう
にループフィルタ28がセットされ、位相比較器22の２つ
の入力の初期位相誤差が０となるようにN₂分周器32がコ
ントロール回路20を介した基準水平同期信号によってリ
セットされる。これらのセット、リセットが解除された
後、PLLはセレクタ21で選択された基準水平同期信号へ
の同期引込みを開始する。

位相比較器22はVCO30の出力を分周して得た水平走査
周波数f_Hのクロックと基準水平同期信号との位相誤差を
ディジタル値で検出する。検出された値はセレクタ24、
リミッタ25及びセレクタ26を介してループフィルタ28に
入力される。ループフィルタ28の出力はD/A変換器29で
アナログ化されてVCO30の制御電圧となる。コントロー
ル回路20は位相比較器22の出力を監視し、同期の引込み
開始からn₁・Ｈ（例えば、n₁＝16）以内に位相誤差がn₂
回（例えば、４回）連続して所定範囲W₁（例えば、＋1.
2〜−1.6゜）内に入るとロックしたとみなし、このとき
映像信号が再生されていれば、コントロール回路20は直
ちにセレクタ21をｂ側に切り換えて再生水平同期信号を
選択すると共にN₂分周器32を再生水平同期信号によって
リセットし、再生水平同期信号に対して位相比較器22の
初期位相誤差が０になるようにする。

コントロール回路20は基準水平同期信号のときと同様
に、N₂分周器32のリセットを解除して再生水平同期信号
への同期引込みを開始すると共に、位相比較器22の出力
を監視し、ロックの条件を満たすか否かを判定する。判
定の結果、ロックの条件を満たさないときはロック不能
とし、コントロール回路20はセレクタ21を再びａ側に切
り換えて基準水平同期信号を選択すると共にN₂分周器32
をリセットする。このとき、ループフィルタ28も初期状
態にセットしても良い。この後、基準水平同期信号に対
しても再びロック判定を行なうが、ここでもロック不能
となったときは、電源投入後の初期状態に戻して各部の
セット・リセットを行なう。なお、ロック及びロック不
能の判定条件は、基準水平同期信号と再生水平同期信号
とで同じでも良く、又異なっていても良い（例えば、
n₁,n₂の値及び範囲W₁を変える。）基準水平同期信号の
場合は、信号自体のジッタがなく安定しているので、よ
り簡単な判定条件としても問題ないが、再生水平同期信
号と同じにすればコントロール回路20内の制御が容易に
なる。

セレクタ21をｂ側にしたとき、再生水平同期信号にロ
ックしたと判定すると、コントロール回路20はリミッタ
25を振幅制限動作させ、位相比較器22の出力の監視を続
ける。ここで、振幅制限動作を再生水平同期信号にロッ
クした状態で常に行なう代わりに、垂直ブランキング期
間、ビデオディスクプレーヤのスキャンやサーチ、トラ
ックジャンプなどの動作時にのみ振幅制限を行なうよう
にしても良い。再生水平同期信号にロックした後、位相
比較器22の出力が所定範囲W₂を超えると、そのときから
n₃・Ｈ以内に位相誤差がn₄回連続して所定範囲W₃内に入
らないとロック外れとみなし、この場合もセレクタ21を
ａ側に切り換えて基準水平同期信号を同期対象とする。
これらの範囲W₁,W₂,W₃（基準水平同期信号の場合も含
む）はそれぞれ異なっていても良いが、同じ値とし、又
n₃,n₄もそれぞれn₁,n₂と同じ値の方がコントロール回路
20内の制御が容易になる。

再生水平同期信号にロックした状態において、カラー
バースト信号が入力されていてかつ位相比較器22の出力
がロックの判定に用いた所定範囲W₁よりも更に狭い所定
範囲W₄（例えば、±0.1゜）内に入ったとき、コントロ
ール回路20はセレクタ26をｂ側に切り換えて位相比較器
27の出力を選択すると共に、VCO30の出力を分周して得
た色副搬送波周波数f_scのクロックとカラーバースト信
号との位相誤差が最小となるように、セレクタ26の切換
え前の位相比較器27の値に応じてN₃分周器33の出力位相
を選択する。なお、垂直ブランキング期間やビデオディ
スクプレーヤのサーチのときあるいはトラックジャンプ
の直後ではセレクタ26を切り換えずにａ側のままとする
ようにしても良い。

セレクタ26をｂ側にした後、コントロール回路20は位
相比較器27の出力を監視し、セレクタ26の切換え後から
n₅・Ｈ以内に位相誤差がn₆が連続して所定範囲W₅（例え
ば、f_scの位相で、＋21゜〜−22.5゜）内に入るとロッ
クとみなし、入らないとロック不能とみなしてセレクタ
26をａ側に切り換え、再生水平同期信号にロックした状
態からやり直す。カラーバースト信号にロックしたとき
は、位相比較器27の出力を引き続き監視し、位相比較器
27の出力が所定範囲W₆を越え、そこからn₇・Ｈ以内に位
相誤差がn₈回連続して所定範囲W₇内に入らない場合はロ
ック外れとみなし、ロック不能の場合と同様に、セレク
タ26をａ側に切り換える。また、コントロール回路20は
セレクタ26がｂ側にあるときも位相比較器22の出力を監
視し、再生水平同期信号に対してロック外れと判断した
場合も、同様にセレクタ26をａ側に切り換える。

ここで、n₅〜n₈は異なる値でも良いが、前述のよう
に、n₅,n₇はn₁と、n₆,n₈はn₂とそれぞれ同じ値の方が良
い。またW₅,W₆,W₇は同じ値の方が良いが、W₃は異なる。
これは、再生水平同期信号とカラーバースト信号とで
は、位相比較を行なう周期（＝1H）は同じであるが、位
相比較信号の周波数が異なるためである。

通常の再生状態では、カラーバースト信号にロックし
たままであるが、前述のように垂直ブランキング期間、
ビデオディスクプレーヤのサーチ時、トラックジャンプ
の直後、カラーバーストのない部分の再生などでは、セ
レクタ26をａ側に戻し、ロックの対象を再生水平同期信
号に切り換えるようにしても良い。また、カラーバース
ト信号にロックした状態では、セレクタ24をｂ側に切り
換えて加算器23の出力を選択するようにしておく。この
とき、コントロール回路20は位相比較器27の出力と位相
比較器22の出力から両者の位相差を計算しかつ平均化し
た後、これを加算器23の他入力とする。これにより、加
算器23の出力は再生水平同期信号の位相誤差にオフセッ
トを加えてカラーバースト信号の位相誤差にほぼ等しい
値としたものとなり、セレクタ26によってPLLのロック
の対象をカラーバースト信号と再生水平同期信号との間
で切り換えた瞬間、ループフィルタ28に大きな位相誤差
が入力されることがないので、切換え前後においてPLL
が不安定になることがないのである。

このように、PLLがカラーバースト信号を同期の対象
としこれに同期している状態において、位相比較器27の
出力と位相比較器22の出力とからカラーバースト信号と
再生水平同期信号との位相差を求めて加算器23の他入力
とし、加算器23の出力が位相比較器27の出力とほぼ等し
くなるように、位相比較器22の出力を補正することによ
り、PLLの同期の対象をカラーバースト信号と再生水平
同期信号との間で切り換えたとき、大きな位相誤差を発
生することがないので、VCO30のクロックも安定し、切
換え後に同期の乱れを発生することがないのである。

また、求められた位相差の補正値は平均化されている
ので、検出されないドロップアウトなどによって偽の再
生水平同期信号が生じて位相比較器22の出力が突発的に
大きくなっても、その影響を最小限に抑えることができ
る。

なお、上記実施例では、信号処理をディジタル的に行
なうPLL回路に適用した場合について説明したが、信号
処理をアナログ的に行なうPLL回路に対しても適用可能
である。しかしながら、ディジタル的処理の方が加減算
の演算処理などを正確に行ない得るので、本発明は信号
処理をディジタル的に行なうPLL回路に特に適してい
る。

発明の効果以上説明したように、本発明による同期方法によれ
ば、再生映像信号に同期したクロックを発生するPLL回
路において、PLLがカラーバースト信号を同期の対象と
しこれに同期している状態で、カラーバースト信号と再
生水平同期信号との位相差を求め、この位相差に基づい
て再生水平同期信号の位相誤差を補正することにより、
同期の対象を切り換えたとき、大きな位相誤差を発生す
ることがないので、VCOのクロックも安定し、切換え後
に同期の乱れを発生することがないのである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の同期方法が適用されるPLL回路を有す
る映像信号再生装置のブロック図、第２図は第１図にお
けるPLL回路の具体的な構成を示すブロック図である。主要部分の符号の説明８……信号分離回路、９……PLL回路 10……基準信号発生回路 11……バッファメモリ 20……PLLコントロール回路 21,24,26……セレクタ 22,27……位相比較器 28……ループフィルタ 31,32,33……分周器

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】記録媒体から再生された再生映像信号から
抽出された再生水平同期信号に同期したクロックを発生
する一方、前記再生映像信号からカラーバースト信号が
抽出される場合には前記カラーバースト信号に同期した
クロックを発生するPLL回路の同期方法であって、前記カラーバースト信号に同期したクロックを発生する
動作中において前記カラーバースト信号と前記再生水平
同期信号との位相差を求め、前記カラーバースト信号に同期したクロック発生動作か
ら、前記再生水平同期信号に同期したクロック発生動作
に切り換えたとき、前記再生水平同期信号の所定位相比
較信号に対する位相誤差を前記位相差によって補正する
ことを特徴とするPLL回路の同期方法。
【請求項２】前記位相差を平均化処理し、この平均化処
理された位相差によって前記位相誤差の補正を行なうこ
とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のPLL回路の
同期方法。