JPH1051743A - スキュー補正回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】サンプリングクロックパルス幅以上の精度をよ
り小さい回路規模で実現する。 【解決手段】クロックの供給毎にインクリメント値と予
め定めた期待値とを比較して量子化データＶＤのスキュ
ーを測定しスキュー補正値ｋを算出するスキュー測定部
４を備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はスキュー補正回路に
関し、特に量子化量子化データを他のサンプリング周波
数データに変換するためのスキュー補正値を求めるスキ
ュー補正回路に関する。

【０００２】

【従来の技術】量子化データの処理において、ＰＬＬを
使用しアナログ量子化データをサンプリングして正確な
デジタル量子化データを発生する場合、さらに、サンプ
リングしたデジタルデータを所望のサンプリング周波数
のデータ（以下量子化データ）値に変換するとき、水平
同期信号と変換対象のサンプリングクロックとの間の位
相（時間）ずれやこの位相ずれによる期待値との差すな
わちスキューを補正するためのスキュー補正回路を必要
とする。

【０００３】量子化データのデータ値は期待データ値と
一致するとは限らず、サンプリングタイミングも一致し
ない。そのためのスキュー補正によって、データ値を増
やす補間や、データ値を減らす間引きを施すことが必要
になる。

【０００４】データの間引きおよびデータの補間の各々
の例を示す図４（Ａ），（Ｂ）を参照してスキュー補正
の方法について説明すると、この図には実サンプリング
データＡと期待データＢとの関係を、横軸に時間、縦軸
にデータ値としてそれぞれ表している。

【０００５】スキュー補正値をｋとすると、ある時間Ｔ
ｎでの期待データＭｎと実サンプリングデータは次のよ
うな関係にある。時間ＴｎでのサンプリングデータをＳ
ｎ、１サンプリング後のデータＳｎ＋１、１サンプリン
グ後のデータをＳｎ−１とすると、間引きの場合は次式
が成り立つ。

【０００６】 Ｍｎ＝Ｓｎ＋ｋ・（Ｓｎ＋１−Ｓｎ）・・・・・・・・・・・（１） 同様に補間の場合は次式が成り立つ。

【０００７】 Ｍｎ＝Ｓｎ−ｋ・（Ｓｎ−Ｓｎ−１）・・・・・・・・・・・（２） 水平同期信号の周期すなわち水平同期周期を１Ｈとする
と、スキュー補正値ｋは次のようにして求める。図４よ
り、ｋ＝ｂ／ａであることから、１Ｈの時間をＴｈ、１
Ｈのサンプリング数をＨｃｎｔ、期待値をＨｒｅｆとす
ると、間引きの場合のスキュー補正値ｋは、次式が成り
立つ。 ｋ＝（Ｍｎ−Ｓｎ）／（Ｓｎ＋１−Ｓｎ）・・・・・・・・・・・・・（３） ＝ｂ／ａ ＝［｛（Ｔｈ／Ｈｒｅｆ）・ｎ｝−｛（Ｔｈ／Ｈｃｎｔ）・ｎ｝］／（Ｔｈ／ Ｈｃｎｔ） ＝（Ｈｃｎｔ−Ｈｒｅｆ／Ｈｒｅｆ）・ｎ・・・・・・・・・・・・（４） 同様に補間の場合は次式が成り立つ。 ｋ＝（Ｍｎ−Ｓｎ）／（Ｓｎ−Ｓｎ−１）・・・・・・・・・・・・・（５） ＝ｂ／ａ ＝［｛（Ｔｈ／Ｈｃｎｔ）・ｎ｝−｛（Ｔｈ／Ｈｒｅｆ）・ｎ｝］／（Ｔｈ／ Ｈｃｎｔ） ＝（Ｈｒｅｆ−Ｈｃｎｔ／Ｈｒｅｆ）・ｎ・・・・・・・・・・・・（６） このときｋ＞０なので、（Ｈｃｎｔ−Ｈｒｅｆ）＞０で
あれば間引き、（Ｈｃｎｔ−Ｈｒｅｆ）＜０であれば補
間になる。

【０００８】式（４），（６）より、スキュー補正値ｋ
は１Ｈの実際のサンプリング数Ｈｃｎｔをカウンターで
求め、期待値Ｈｒｅｆとの差を期待値Ｈｒｅｆで割り、
積分することで求められることになる。

【０００９】上記スキュー処理を行う従来のスキュー補
正回路をブロックで示す図５を参照すると、この従来の
スキュー補正回路は、入力した量子化データの量子化デ
ータＶＤをスキュー補正値ｋにより補正するスキュー補
正部１と、量子化データＶＤから水平同期信号Ｈを抽出
する同期分離回路２と、水平同期信号Ｈの供給に応答し
てこの信号Ｈに同期させＰＬＬクロックＣＰを出力する
デジタル方式のＰＬＬ部３と、ＰＬＬクロックＣＰの供
給を受けスキュー補正値ｋを算出するスキュー測定部５
とを備える。

【００１０】次に、図５を参照して、従来のスキュー補
正回路の動作について説明すると、任意の周波数でサン
プリングされた量子化データＶＤは、同期分離回路２と
スキュー補正部１に供給される。同期分離回路２は、水
平同期信号Ｈを抽出しＰＬＬ回路３に供給する。ＰＬＬ
回路３のＶＣＯ３２は水平同期信号Ｈの位相に応答して
ロックする。スキュー測定部５はＶＣＯ３２の１周期分
すなわち１Ｈの周期のクロックＣＰの数を数えることで
スキュー補正値ｋを算出する。スキュー補正部１は、ス
キュー測定部５から供給されるスキュー補正値ｋによっ
て量子化データＶＤにスキュー補正を施し、補正された
量子化データ信号ＤＣを発生する。

【００１１】ＰＬＬ部３は、位相検出回路３１と、ＶＣ
Ｏ３２と、ＰＬＬフイルタ３３とを備える。

【００１２】次に、式（１），（２）を実現するスキュ
ー補正部１をブロックで示す図６を参照すると、このス
キュー補正部１は、量子化データＶＤを図示省略した遅
延回路で遅延して生成した遅延データＶＤＤをクロック
ＣＰ毎に供給を受け１クロック分遅延させデータＦ１を
出力するフリップフロップ（ＦＦ）１１と、データＦ１
の供給を受けデータＦ２を出力するＦＦ１２と、遅延デ
ータＴＤＤとデータＦ１と減算し減算信号Ａ１を生成す
る加算器１３と、データＦ１，Ｆ２を減算し減算データ
Ａ２を生成する加算器１４と、補間間引き信号の制御に
応答して減算データＡ１，Ａ２のいずれか一方を選択し
選択減算データＡＳを出力するスイッチ１５と、スキュ
ー補正値ｋと選択減算データＡＳと乗算し乗算データＭ
ｋを出力する乗算器１６と、乗算データＭｋと信号Ｆ１
と加算しスキュー補正した量子化データＤＣを出力する
加算器１７とを備える。

【００１３】次に、図６を参照してスキュー補正部１の
動作について説明すると、まず、補間処理に必要な時間
を確保するため、上述したように、入力量子化データＶ
Ｄを遅らせて遅延データＶＤＤを生成する必要があるた
め、実際には図６の回路の前に遅延回路を設ける。クロ
ックＣＰ毎に遅延データＶＤＤはＦＦ１１に供給され、
この遅延データＶＤＤの供給に応答してＦＦ１１は出力
データＦ１をＦＦ１２に供給する。データＦ１が時刻Ｔ
ｎでのデータとすると、加算器１３は時刻Ｔｎでのデー
タＦ１と１クロック後のデータＶＤＤとの差を演算し、
加算器１４はＴｎでのデータＦ１と１クロック前のデー
タＦ２との差を演算している。

【００１４】スイッチ１５はデータの間引きと補間とを
切替えるためのもので、補間間引き信号ＩＰで制御さ
れ、間引きの場合は加算器１４の出力データＡ１が、補
間の場合は加算器１３の出力データＡ２がそれぞれ乗算
器１６に入力される。加算器１７は乗算器１６の出力デ
ータＭｋとデータＦ１との供給を受け、式（１），
（２）の演算を実現している。

【００１５】次に、スキュー測定部５をブロックで示す
図７を参照すると、このスキュー測定部５は、ＰＬＬ部
３から供給を受けるクロックＣＰを計数し計数データＨ
ｃｎｔを出力するカウンタ５１と、計数データＨｃｎｔ
と周波数の基準データＨｒｅｆとの供給を受けスキュー
補正値ｋを算出する演算回路５２とを備える。

【００１６】演算回路５２は、計数データＨｃｎｔと基
準データＨｒｅｆとの供給を受け式（Ｈｃｎｔ−Ｈｒｅ
ｆ）／Ｈｒｅｆを算出する演算器５２１と、積分器５２
２とを備える。

【００１７】カウンタ５１は量子化データＶＤの１Ｈ間
のサンプリングデータの計数データＨｃｎｔを数える。
演算器５２１は式（Ｈｃｎｔ−Ｈｒｅｆ）／Ｈｒｅｆを
算出し、積分器５２２はこの演算結果を積分して補正値
ｋを求める。

【００１８】

【発明が解決しようとする課題】従来のスキュー補正回
路では、１Ｈ間の実データのサンプリング数をカウント
し、実データ値と期待データ値との関係からスキュー補
正値ｋを求めていたが、１Ｈ間の実データサンプリング
数はサンプリングクロック周波数で決まるため、サンプ
リングクロックが非同期である場合はサンプリングクロ
ックのパルス幅以上の精度が得られないという欠点があ
った。

【００１９】また、上記精度を向上しようとすると複数
Ｈ分の実データ値と期待データ値との平均を求める必要
がありこのためのカウンタや大容量のＲＯＭなどのハー
ドウエアを必要とするので回路規模が増大するという欠
点があった。

【００２０】本発明の目的はスキュー補正回路におい
て、サンプリングクロックパルス幅以上の精度をより小
さい回路規模で得ることにある。

【００２１】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに本発明は、ディジタル水平ＰＬＬ回路のＶＣＯのイ
ンクリメント値を用いて、スキュー補正値ｋを求める回
路を備えていることを特徴とする。

【００２２】

【課題を解決するための手段】本発明のスキュー補正回
路は、ビデオ信号をデジタル化した量子化ビデオデータ
から水平同期信号を取り出す同期分離手段と、前記水平
同期信号の供給に応答してＶＣＯのインクリメント値を
可変することによりこの水平同期信号に同期させるデジ
タルＰＬＬ手段と、クロック信号の供給毎に前記インク
リメント値と予め定めたインクリメント期待値とを比較
して前記量子化ビデオデータの量子化時のサンプリング
クロックと前記水平同期信号との位相差に起因したこの
量子化ビデオデータの期待値との差であるスキューを測
定しスキュー補正値を算出するスキュー測定手段と、前
記スキュー補正値を用いて前記量子化ビデオデータのス
キュー補正を行うスキュー補正手段とを備えて構成され
ている。

【００２３】

【発明の実施の形態】次に、本発明の第１の実施の形態
を図５と共通の構成要素には共通の参照文字／数字を付
して同様にブロックで示す図１を参照すると、この図に
示す本実施の形態のスキュー補正回路は、従来と共通の
スキュー補正部１と、同期分離回路２と、ＰＬＬ部３と
に加えて、スキュー測定部５の代りにＰＬＬ部３のイン
クリメント値Ｈｉｎｃの供給を受けこのインクリメント
値Ｈｉｎｃからスキュー補正値ｋを算出するスキュー測
定部４を備える。

【００２４】スキュー測定ブロック４の構成をブロック
で示す図２を参照すると、１クロック毎にインクリメン
ト値Ｈｉｎｃと期待値Ｈｗａｎｔの差分Ｄ１を算出する
加算器４１と、１クロック毎に差分Ｄ１とデータＦ３と
を加算（すなわち積分）し差分Ｄ２を出力する加算器４
２と、インクリメント値Ｈｉｎｃと差分Ｄ２との差分Ｄ
３を算出するとともにＤ３がプラスのときキャリーＣＯ
を出力する加算器４３と、データＳ１の供給に応答して
データＦ３を出力するＦＦ４４と、データＣＯの供給に
応答して差分Ｄ２，Ｄ３を切替えるスイッチ４５と、１
Ｈ毎にＶＣＯオフセット値ＯＦとデータＳ１と切替えデ
ータＳ２を出力するスイッチ４６と、差分Ｄ２をインク
リメント値Ｈｉｎｃで除算しスキュー補正値ｋを出力す
る除算器４７と備える。

【００２５】次に、図１を参照して本実施の形態の動作
について説明すると、まず、量子化データＶＤは、従来
と同様に、スキュー補正部１と同期分離回路２に供給さ
れ、任意の周波数でサンプリングされた量子化データＶ
Ｄは、同期分離回路２とスキュー補正部１に供給され
る。同期分離回路２は、水平同期信号Ｈを抽出しＰＬＬ
回路３に供給する。ＰＬＬ回路３の位相検出回路３１は
供給された水平同期信号Ｈ，ＶＣＯ３２の出力であるク
ロックＣＰ相互間の位相差を検出し位相誤差信号ＰＤを
出力する。ＰＬＬフイルタ３３は位相誤差信号ＰＤの供
給に応答してＶＣＯ制御信号ＣＶを出力する。ＶＣＯ３
２は、ＶＣＯ制御信号ＣＶの制御に応答して発振（クロ
ックＣＰ）周波数を可変し位相誤差信号ＰＤの誤差値が
零となるようにすることにより水平同期信号Ｈと同期化
（ロック）する。このときのＶＣＯ制御信号ＣＶによる
クロックＣＰ周波数の増（減）分がすなわちインクリメ
ント値Ｈｉｎｃである。

【００２６】スキュー測定部４は、インクリメント値Ｈ
ｉｎｃと期待値Ｈｗａｎｔとを比較することによりクロ
ック毎にスキュー補正値ｋを算出する。スキュー補正部
１は、スキュー測定部４から供給されるスキュー補正値
ｋによって量子化データＶＤにスキュー補正を施し、補
正された量子化データ信号ＤＣを発生する。

【００２７】スキュー補正値ｋは水平同期信号Ｈを基準
に、実際のサンプリングポイントと希望するサンプリン
グポイントの位置関係から求められる。したがって、水
平同期信号ＨにロックしたＰＬＬ回路内のＶＣＯのイン
クリメント値を用いれば補正値ｋを求めることができ
る。

【００２８】次に、本実施の形態のデータの間引きおよ
びデータの補間の各々の例を示す図３（Ａ），（Ｂ）を
参照してスキュー補正の方法について説明すると、この
図には実サンプリングデータＡと期待データＢとの関係
を、横軸にサンプル数Ｓ、縦軸にクロックＣＰの計数値
Ｎによりそれぞれ表している。

【００２９】１クロックでのＶＣＯの実インクリメント
値をＨｉｎｃ、希望データ数から求めた期待値Ｈｗａｎ
ｔとすると、間引きのときのスキュー補正値ｋは式
（３）より以下のように求められる。 ｋ＝（Ｍｎ−Ｓｎ）／（Ｓｎ＋１−Ｓｎ） ＝（ｎ・Ｈｗａｎｔ−ｎ・Ｈｉｎｃ）／｛（ｎ＋１）Ｈｉｎｃ−ｎ・Ｈｉｎｃ｝ ＝ｎ・（Ｈｗａｎｔ−Ｈｉｎｃ）／（Ｈｉｎｃ）・・・・・・・・・・（７） 同様に補間の場合は式（５）より次式が成り立つ。 ｋ＝（Ｍｎ−Ｓｎ）／（Ｓｎ−Ｓｎ−１） ＝（ｎ・Ｈｉｎｃ−ｎ・Ｈｗａｎｔ）／｛ｎ・Ｈｉｎｃ−（ｎ−１）Ｈｉｎｃ｝ ＝ｎ・（Ｈｉｎｃ−Ｈｗａｎｔ）／（Ｈｉｎｃ）・・・・・・・・・・（８） 式（７），（８）より、スキュー補正値ｋはインクリメ
ント値Ｈｉｎｃと期待値Ｈｗａｎｔの差をクロック毎に
積分し、その結果をＨｉｎｃで割った値になることがわ
かる。

【００３０】（Ｈｗａｎｔ−Ｈｉｎｃ）＞０のときはデ
ータを間引きし、（Ｈｗａｎｔ−Ｈｉｎｃ）＜０のとき
はデータを補間することになるが、間引きをするときの
ｋは現在のデータと１クロック後のデータの関係にな
り、補間をするときのｋは現在のデータと１クロック前
のデータの関係になる。クロック毎の積分値がＨｉｎｃ
を超えたときは、積分値からＨｉｎｃを引いた余りを用
いてｋを求め、間引く場合のｋは現在のデータから１ク
ロック後のデータと２クロック後のデータの関係にな
り、補間の場合は１クロック前のデータと２クロック前
のデータの関係になる。以降、積分値がＨｉｎｃを超え
る度にデータの位置が間引きでは１クロック進み、補間
では１クロック分遅れることになる。

【００３１】非同期サンプリングの場合、水平同期信号
の前縁とサンプリング（ＶＣＯ）クロックＣＰとの間に
時刻不一致によるオフセットが発生する。したがって、
（Ｈｗａｎｔ−Ｈｉｎｃ）の積分部分にオフセット分を
加減算する必要がある。

【００３２】オフセットとデータの関係を図３（Ｃ），
（Ｄ）に示す。ＶＣＯクロックＣＰの値が０を超えたと
きを水平同期信号の前縁とすると、このときのクロック
ＣＰの値がオフセットにあたる。図２（Ｃ）より、デー
タ間引き時は（Ｈｉｎｃ−ＣＰ計数値Ｎ）を、データ補
間時はＶＣＯの値を加える必要がある。ただし、間引き
の場合はデータが１クロック分遅くなることも注意しな
くてはならない。

【００３３】本発明でスキュー補正値ｋを求めるために
使うパラメータインクリメント値Ｈｉｎｃは既存の値で
あるため、回路規模を削減できる。さらに、ＰＬＬの精
度をサンプリングクロック以上になるようにＶＣＯビッ
ト幅を設定しておけば、スキュー補正の精度もＰＬＬと
同等まで向上することができる。

【００３４】図２を再度参照して上述の演算を実行する
スキュー測定部４の動作について説明すると、加算器４
１はインクリメント値Ｈｉｎｃと期待値Ｈｗａｎｔの差
分Ｄ１＝（Ｈｉｎｃ−Ｈｗａｎｔ）をクロック毎に算出
し、加算器４２に供給する。加算器４２は通常は前クロ
ックの差分Ｄ２対応のデータＦ３と差分Ｄ１とを加算し
すなわちクロック毎の積分値である差分Ｄ２を除算器４
７と加算器４３とスイッチ４５とに供給する。除算器４
７は差分Ｄ２をインクリメント値Ｈｉｎｃで割ることで
スキュー補正値ｋを算出し出力する。加算器４３は差分
Ｄ２とインクリメント値Ｈｉｎｃとの差分Ｄ３を算出し
スイッチ４５に供給する。ここで、加算器４３はＤ３が
プラスすなわち差分Ｄ２（＝Ｄ１）がインクリメント値
Ｈｉｎｃを超えるとキャリーＣＯを出力しスイッチ４５
を差分Ｄ３側に切替え、選択データＳ１としてスイッチ
４６に供給する。スイッチ４５はこの選択データＳ１
（＝差分Ｄ３）を選択データＳ２としてＦＦ４４に供給
する。ＦＦ４４は選択データ４Ｄの供給に応答して１ク
ロック分遅延したデータＦ３を加算器４２に供給する。
これにより、差分Ｄ１すなわち（Ｈｉｎｃ−Ｈｗａｎ
ｔ）の加算値がインクリメント値Ｈｉｎｃを超えると剰
余が巡回することになり、所要のビット幅を削減でき
る。また、スイッチ４６は通常は選択信号Ｓ１を選択信
号Ｓ２として選択し、１Ｈ毎にＶＣＯから供給されるオ
フセット値ＯＦを選択信号Ｓ２として選択する。

【００３５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明のスキュー
補正回路は、クロック信号の供給毎にインクリメント値
とインクリメント期待値とを比較して量子化ビデオデー
タのスキューを測定しスキュー補正値を算出するスキュ
ー測定手段を備え、既知の値であるＶＣＯのインクリメ
ント値を使ってスキュー補正値ｋを求めているので、従
来必要であったカウンタを削減でき、ＶＣＯの制御精度
と同等までスキュー補正の精度を向上することが可能な
上、回路規模の増加を少なくできるというという効果が
ある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のスキュー補正回路の一実施の形態を示
すブロック図である。

【図２】図１のスキュー測定部の構成を示すブロック図
である。

【図３】本実施の形態のスキュー補正回路におけるデー
タの間引きおよびデータの補間の各々の補正方法を説明
する説明図である。

【図４】従来のスキュー補正回路におけるデータの間引
きおよびデータの補間の各々の補正方法を説明する説明
図である。

【図５】従来のスキュー補正回路の一例を示すブロック
図である。

【図６】図５のスキュー補正部の構成を示すブロック図
である。

【図７】図５のスキュー測定部の構成を示すブロック図
である。

【符号の説明】

１ スキュー補正部 ２ 同期分離回路 ３ ＰＬＬ部 ４，５ スキュー測定部 １１，１２，４４ フリップフロップ（ＦＦ） １３，１４，１７，４１，４２，４３ 加算器 １５，４５，４６ スイッチ １６ 乗算器 ４７ 除算器 ５１ カウンタ ５２ 演算回路 ５２１ 演算器 ５２２ 積分器

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 櫻井 廣文 東京都港区芝五丁目７番１号 日本電気株 式会社内 (72)発明者 稲川 剛良 神奈川県川崎市中原区小杉町一丁目403番 53 日本電気アイシーマイコンシステム株 式会社内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ビデオ信号をデジタル化した量子化ビデ
   オデータから水平同期信号を取り出す同期分離手段と、 前記水平同期信号の供給に応答してＶＣＯのインクリメ
   ント値を可変することによりこの水平同期信号に同期さ
   せるデジタルＰＬＬ手段と、 クロック信号の供給毎に前記インクリメント値と予め定
   めたインクリメント期待値とを比較して前記量子化ビデ
   オデータの量子化時のサンプリングクロックと前記水平
   同期信号との位相差に起因したこの量子化ビデオデータ
   の期待値との差であるスキューを測定しスキュー補正値
   を算出するスキュー測定手段と、 前記スキュー補正値を用いて前記量子化ビデオデータの
   スキュー補正を行うスキュー補正手段とを備えることを
   特徴とするスキュー補正回路。
2. 【請求項２】 前記スキュー測定手段が、クロック信号
   の供給毎に前記インクリメント値と前記インクリメント
   期待値の差分である第１の差分を算出する第１の加算器
   と、 遅延信号と前記第１の差分を１クロック毎に加算して積
   分値を出力する第２の加算器と、 前記積分値と前記インクリメント値との差分である第２
   の差分を算出するとともにこの第２の差分が正の場合に
   キャリー信号を発生する第３の加算器と、 前記キャリー信号の供給に応答して前記積分値と前記第
   ２の差分とのいずれか一方を選択して第１の選択信号と
   して出力する第１のスイッチと、 通常時は前記第１の選択信号を第２の選択信号として出
   力し前記水平同期信号の１周期毎に前記ＶＣＯのオフセ
   ット値を第２の選択信号として出力するよう切替る第２
   のスイッチと、 第２の選択信号を１クロック分遅延させ前記遅延信号を
   出力するフリップフロップ回路と、 前記積分値を前記インクリメント値で除算して前記スキ
   ュー値を算出する除算器とを備えることを特徴とする請
   求項１記載のスキュー補正回路。
3. 【請求項３】 前記インクリメント期待値をプログラマ
   ブルに設定可能とすることを特徴とする請求項１記載の
   スキュー補正回路。