ДВУХКОНТУРНАЯ СХЕМА ФАЗОВОЙ АВТОПОДСТРОЙКИ ЧАСТОТЫ (ФАПЧ) И СХЕМА ДЕМОДУЛЯЦИИ СИГНАЛА ЦВЕТНОСТИ, ИСПОЛЬЗУЮЩАЯ ДВУХКОНТУРНУЮ СХЕМУ ФАПЧ Российский патент 2003 года по МПК H04N9/44 

Область техники, к которой относится изобретение
Изобретение относится к схеме ФАПЧ (фазовой автоподстройки частоты), генерирующей тактовый сигнал дискретизации, синхронизированный по фазе с сигналом цветовой синхронизации, для А/Ц (аналого-цифрового) преобразования, и к схеме демодуляции сигнала цветности, использующей схему ФАПЧ.

Уровень техники
В общепринятой схеме ФАПЧ, генерирующей тактовый сигнал дискретизации, синхронизированный по фазе с сигналом цветовой синхронизации, для А/Ц-преобразования, цветовая поднесущая детектируется в течение периода цветовой синхронизации; тактовый сигнал, синхронизированный по фазе с детектированной цветовой поднесущей, генерируются путем управления частотой колебаний ГУН (генератора, управляемого напряжением); тактовый сигнал выводится, в качестве тактового сигнала дискретизации, на схему А/Ц-преобразования; точная регулировка фазы тактового сигнала дискретизации достигается с помощью совокупности реле задержки, каждое из которых вносит задержку заданной величины, соединенных друг с другом в виде совокупности каскадов.

Кроме того, демодуляцию сигнала цветности общепринятым способом производят посредством аналоговой схемы демодуляции или путем оцифровки аналоговой схемы демодуляции.

Однако вышеупомянутая общепринятая схема ФАПЧ страдает тем недостатком, что точная регулировка фазы тактового сигнала дискретизации осуществляется с помощью совокупности реле задержки, каждое из которых вносит задержку заданной величины, соединенных между собой в виде совокупности каскадов, что не дает возможности изменять фазу тактового сигнала дискретизации непрерывным образом, хотя ее можно точно регулировать дискретным образом.

Например, общепринятая схема ФАПЧ страдает тем недостатком, что она не позволяет легко и с высокой точностью выполнять демодуляцию цветоразностного сигнала.

Другой недостаток вышеупомянутой общепринятой аналоговой схемы демодуляции состоит в том, что такая аналоговая схема воспринимает шум, присущий цифровой схеме, в случае применения к такому дисплею, как, например, ПДП (плазменный дисплей) или ЖКД (жидкокристаллический дисплей), который имеет цифровой интерфейс.

Еще один недостаток, являющийся следствием оцифровки общепринятой аналоговой схемы демодуляции, состоит в том, что демодуляция сигнала цветности и цветовой тон оказываются несколько неестественными, поскольку фаза тактового сигнала дискретизации для А/Ц-преобразования не может изменяться непрерывным образом.

Например, полный цветовой сигнал Е системы НТСЦ (Национальный комитет США по телевизионным системам) (далее именуемый НТСЦ-сигналом) генерируется путем 2-фазной амплитудной квадратурной модуляции цветовой поднесущей, имеющей частоту F_пн, двумя цветоразностными сигналами, I и Q, и умножения частоты, что можно представить следующим выражением.

Е=Y+I•cos(2π•F_пн•t+33^o)+Q•sin(2π•F_пн•t+33^o), (1)
где F_пн составляет около 3,58 МГц при (455/2), а F_cp представляет собой частоту строчной развертки.

Фазовое соотношение сигнала цветности, который является НТСЦ-сигналом, представлено на фиг.1. На фиг.1 B-Y и R-Y являются обозначениями двух цветоразностных сигналов, сдвинутых по фазе, соответственно, относительно сигналов I и Q.

Из фазовых соотношений цветоразностных сигналов I и Q с сигналом цветовой синхронизации К, изображенных на фиг.2, следует, что при разности фаз относительно опорной фазы (оси B-Y), равной 57^o и 237^o, амплитуда цветоразностного сигнала I равна, соответственно, -1 и 1, а амплитуда цветоразностного сигнала Q равна 0, тогда как при разности фаз в 147^o и 327^o амплитуда цветоразностного сигнала равна 0 для цветоразностного сигнала I и, соответственно, -1 и 1 для цветоразностного сигнала Q. (Максимальные амплитуды полагаем равными, соответственно, 1 и -1). Таким образом, дискретизируя сигнал цветности С (=I+Q), в точке, где амплитуда цветоразностного сигнала Q или I обращается в 0, можно дискретизировать отдельно I-составляющую или отдельно Q-составляющую. Иными словами, производя дискретизацию с помощью тактового сигнала дискретизации частотой 4F_пн, который синхронизирован по фазе с вышеупомянутым сигналом цветовой синхронизации на 57^o, можно легче и с более высокой точностью демодулировать цветоразностные сигналы I и Q из сигнала С, чем это позволяет оценка, основанная на интерполяционных расчетах.

Однако при помощи вышеупомянутой схемы ФАПЧ фаза тактового сигнала дискретизации не может изменяться непрерывным образом, что не позволяет генерировать тактовый сигнал дискретизации частотой 4F_пн, синхронизированный по фазе с сигналом цветовой синхронизации в вышеупомянутой фазовой точке (например, 57^o), в результате чего не удается легко и с высокой точностью демодулировать сигнал цветности.

Целью настоящего изобретения является, с учетом вышеупомянутых проблем, разработка схемы ФАПЧ, способной непрерывным образом изменять фазу тактового сигнала дискретизации для А/Ц-преобразования и схемы демодуляции сигнала цветности, способной легко и с высокой точностью демодулировать цветоразностный сигнал из полного цветового сигнала с использованием схемы ФАПЧ.

Сущность изобретения
Двухконтурная схема ФАПЧ, согласно настоящему изобретению, включает в себя схему фиксации, предназначенную для фиксации, для вывода уровня постоянной составляющей входного полного цветового сигнала или сигнала цветности на фиксированном уровне, схему А/Ц-преобразования, предназначенную для дискретизации, для вывода выходного сигнала схемы фиксации, схему вывода опорного сигнала цветовой синхронизации, предназначенную для сравнения, для вывода сигнала цветовой синхронизации частотой F_пн, выделяемого из выходных сигналов схемы фиксации, с уровнем ограничения, схему ФАПЧ, предназначенную для генерирования сигнала частотой N•F_пн (N - число, кратное 4), который синхронизируется по фазе с опорным сигналом цветовой синхронизации путем управления частотой генератора и подлежит выводу, в качестве тактового сигнала дискретизации, на схему А/Ц-преобразования, и схему фазового детектирования, предназначенную для детектирования разности фаз между тактовым сигналом дискретизации и опорным сигналом цветовой синхронизации на основании разности уровней между выходным сигналом схемы А/Ц-преобразования и заданным значением опорной фазы и для вывода уровня ограничения, соответствующего разности фаз, на схему вывода опорного сигнала цветовой синхронизации.

В данном случае сигнал цветности это - сигнал, подлежащий амплитудной модуляции с подавлением несущей посредством 2 сигналов цветности и 2 цветовых поднесущих, фаза каждой из которых отличается на 90^o относительно фазы соответствующего сигнала цветности.

Схема ФАПЧ генерирует сигнал частотой N•F_пн, который синхронизирован по фазе с опорным сигналом цветовой синхронизации, выдаваемым схемой вывода опорного сигнала цветовой синхронизации, и выводит сигнал, в качестве тактового сигнала дискретизации, на схему АЦ-преобразования.

Фаза сигнала цветовой синхронизации, выдаваемого схемой вывода опорного сигнала цветовой синхронизации, изменяется на уровне ограничения, тогда как уровень ограничения изменяется в соответствии со значением опорной фазы в схеме фазового детектирования. Таким образом, тактовый сигнал дискретизации, подлежащий выводу на схему А/Ц-преобразования из схемы ФАПЧ, преобразуется в сигнал частотой N•F_пн, синхронизированный по фазе с сигналом цветовой синхронизации, и фаза сигнала может изменяться непрерывным образом в соответствии со значением опорной фазы.

Например, регулируя фазу в точке возрастания опорного сигнала цветовой синхронизации таким образом, чтобы разность фаз относительно опорной фазы была равна 57^o, можно выводить тактовый сигнал дискретизации для А/Ц-преобразования, пригодный для демодуляции сигнала цветности.

Схема вывода опорного сигнала цветовой синхронизации включает в себя уровневый компаратор, предназначенный для сравнения выходного сигнала схемы фиксации с уровнем ограничения для вывода сигнала, имеющего прямоугольную форму волны, и схему дискретизации периода цветовой синхронизации, предназначенную для дискретизации сигнала периода цветовой синхронизации из выходных сигналов уровневого компаратора.

Такая организация позволяет упростить структуру схемы вывода опорного сигнала цветовой синхронизации.

Схема фазового детектирования включает в себя сумматор, предназначенный для суммирования регулировочного значения фазы со значением опорной фазы, компаратор, предназначенный для сравнения суммы, выдаваемой сумматором, с выходным сигналом схемы А/Ц-преобразования, в течение периода, заданного в соответствии с видом входного сигнала, для вывода сигнала, соответствующего разности уровней, и схему вывода уровня ограничения, предназначенную для вывода соответствующего уровня ограничения в соответствии с выходным сигналом компаратора.

Такая организация позволяет намеренно изменять фазу тактового сигнала дискретизации относительно заданного значения.

Кроме того, схема фазового детектирования включает в себя схему выбора значения опорной фазы, предназначенную для избирательного вывода заданного значения опорной фазы для НТСЦ-сигнала или для ПАЛ-сигнала, сумматор, предназначенный для суммирования регулировочного значения фазы со значением опорной фазы, выдаваемым схемой выбора значения опорной фазы, компаратор, предназначенный для сравнения суммы, выдаваемой сумматором, с выходным сигналом схемы А/Ц-преобразования, в течение периода, задаваемого в зависимости от того, является ли сигнал НТСЦ-сигналом или ПАЛ-сигналом, и для вывода соответствующего сигнала в соответствии с разностью уровней, и схему вывода уровня ограничения, предназначенную для вывода соответствующего уровня ограничения в соответствии с выходным сигналом компаратора. Такая организация не только дает возможность намеренно изменять фазу тактового сигнала дискретизации, но также применима к полному цветовому сигналу или сигналу цветности как системы НТСЦ, так и системы ПАЛ.

Схема вывода уровня ограничения включает в себя фильтр, предназначенный для сглаживания, для вывода выходного сигнала компаратора, и схему широтно-импульсной модуляции, предназначенную для вывода в качестве уровня ограничения, соответствующего сигнала широтно-импульсной модуляции на основании выходного сигнала фильтра.

Такая организация позволяет упростить структуру схемы вывода уровня ограничения.

Схема демодуляции сигнала цветности, использующая двухконтурную схему ФАПЧ согласно настоящему изобретению, включает в себя схему фиксации, предназначенную для фиксации уровня постоянной составляющей входного полного цветового сигнала или сигнала цветности на фиксированном уровне для вывода, схему А/Ц-преобразования, предназначенную для дискретизации выходного сигнала схемы фиксации посредством тактового сигнала дискретизации для вывода цифрового сигнала, схему вывода опорного сигнала цветовой синхронизации, предназначенную для сравнения сигнала цветовой синхронизации частотой F_пн, выделяемого из выходных сигналов схемы фиксации, с уровнем ограничения для вывода опорного сигнала цветовой синхронизации, имеющего прямоугольную форму волны, схему ФАПЧ, предназначенную для генерирования сигнала частотой N•F_пн, синхронизируемого по фазе с опорным сигналом цветовой синхронизации путем управления частотой генератора, для вывода сигнала, который является тактовым сигналом дискретизации, на схему А/Ц-преобразования, схему фазового детектирования, предназначенную для детектирования разности фаз между тактовым сигналом дискретизации и опорным сигналом цветовой синхронизации на основании разности уровней между выходным сигналом схемы А/Ц-преобразования и заданным значением опорной фазы, и схему преобразования сигнала, предназначенную для преобразования, для вывода выходного сигнала схемы А/Ц-преобразования в цветоразностный сигнал.

Тактовый сигнал дискретизации, выдаваемый схемой ФАПЧ на схему А/Ц-преобразования, представляет собой сигнал, имеющий частоту N•F_пн и синхронизированный по фазе с сигналом цветовой синхронизации, и его фазу можно регулировать для изменения непрерывным образом в соответствии со значением опорной фазы.

Таким образом, устанавливая такое значение опорной фазы, чтобы фаза тактового сигнала дискретизации принимала нужное значение, можно сделать так, чтобы схема А/Ц-преобразования выдавала сигнал С с цветоразностным сигналом (например, -I, -Q, I, Q) в заданной последовательности. Схема преобразования сигнала преобразует сигнал С, выдаваемый схемой А/Ц-преобразования (например, -I, -Q, I, Q), в отдельные цветоразностные сигналы I и Q, подлежащие выводу.

Кроме того, поскольку демодуляция является цифровой демодуляцией, шум, свойственный цифровой схеме, не будет возникать. Кроме того, благодаря возможности регулировать фазу тактового сигнала дискретизации, изменяя ее непрерывным образом, в результате демодуляции сигнала цветности и регулировки цветового тона не будут возникать неестественные эффекты.

Кроме того, схема преобразования сигнала включает в себя умножитель, предназначенный для умножения, для вывода выходного сигнала схемы А/Ц-преобразования на -1, и схему выбора, предназначенную для избирательного вывода выходного сигнала схемы А/Ц-преобразования и выходного сигнала умножителя.

Такая организация позволяет упростить структуру схемы преобразования сигнала.

Схема вывода опорного сигнала цветовой синхронизации включает в себя уровневый компаратор, предназначенный для сравнения выходного сигнала схемы фиксации с уровнем ограничения, для вывода сигнала, имеющего прямоугольную форму волны, и схему дискретизации периода цветовой синхронизации, предназначенную для дискретизации сигнала периода цветовой синхронизации.

Такая организация позволяет упростить структуру схемы вывода опорного сигнала цветовой синхронизации.

Схема фазового детектирования включает в себя сумматор, предназначенный для суммирования регулировочного значения фазы, предназначенного для регулировки цветового тона, со значением опорной фазы, компаратор, предназначенный для сравнения суммы, выдаваемой сумматором, с выходным сигналом схемы А/Ц-преобразования в течение периода, задаваемого в зависимости от вида входного сигнала, и схему вывода уровня ограничения, предназначенную для вывода соответствующего уровня ограничения на основании выходного сигнала компаратора.

Такая организация позволяет регулировать цветовой тон. Кроме того, схема фазового детектирования включает в себя схему выбора значения опорной фазы, предназначенную для избирательного вывода заданного значения опорной фазы для НТСЦ-сигнала или ПАЛ-сигнала посредством сигнала выбора, сумматор, предназначенный для суммирования значения регулировки цветового тона со значением опорной фазы, выдаваемым схемой выбора значения опорной фазы, компаратор, предназначенный для сравнения суммы, выдаваемой сумматором, с выходным сигналом схемы А/Ц-преобразования, для вывода сигнала, соответствующего разности уровней, в течение периода, задаваемого в зависимости от того, является ли входной сигнал НТСЦ-сигналом или ПАЛ-сигналом, и схему вывода уровня ограничения, предназначенную для вывода соответствующего уровня ограничения в соответствии с выходным сигналом компаратора.

Такая организация схемы фазового детектирования не только позволяет регулировать цветовой тон, но и применима к полному цветовому сигналу или сигналу цветности как системы НТСЦ, так и системы ПАЛ (с периодическим изменением фазы на 180^o).

Схема вывода уровня ограничения включает в себя фильтр, предназначенный для сглаживания, для вывода выходного сигнала компаратора, и схему широтно-импульсной модуляции, предназначенную для вывода соответствующего сигнала широтно-импульсной модуляции в качестве уровня ограничения на основании выходного сигнала фильтра.

Такая организация позволяет упростить структуру схемы вывода уровня ограничения.

Краткое описание чертежей
Фиг.1 представляет собой пояснительную диаграмму, иллюстрирующую фазовое соотношение цветоразностных сигналов НТСЦ-сигнала.

Фиг. 2 представляет собой диаграмму формы волны, иллюстрирующую фазовое соотношение между цветоразностными сигналами НТСЦ, I и Q, сигналом цветности С (=I+Q) и сигналом цветовой синхронизации К.

Фиг. 3 представляет собой блок-схему двухконтурной схемы ФАПЧ, согласно одному варианту реализации настоящего изобретения.

Фиг. 4 представляет собой блок-схему схемы фазового детектирования, изображенной на фиг.3.

Фиг.5 представляет собой диаграмму формы волны опорного сигнала цветовой синхронизации КК, выдаваемого схемой вывода опорного сигнала цветовой синхронизации, изображенной на фиг.3.

Фиг. 6 представляет собой блок-схему другого варианта реализации схемы фазового детектирования, изображенной на фиг.3.

Фиг.7 представляет собой блок-схему схемы демодуляции сигнала цветности, отвечающую варианту реализации настоящего изобретения.

Фиг.8 представляет собой блок-схему схемы преобразования сигнала, изображенной на фиг.7.

Фиг. 9 представляет собой диаграмму формы волны первого и второго сигналов выбора, поступающих на схему выбора, изображенную на фиг.8.

Наилучший режим для реализации настоящего изобретения
Варианты реализации настоящего изобретения описаны ниже со ссылкой на прилагаемые чертежи.

На фиг.3 изображена двухконтурная схема ФАПЧ, отвечающая варианту реализации настоящего изобретения, где позицией 10 обозначен входной контакт, предназначенный для ввода НТСЦ-сигнала, который является аналоговым полным цветовым сигналом; позицией 12 - схема фиксации; позицией 14 - схема А/Ц-преобразования.

Схема 12 фиксации предназначена для фиксации и вывода уровня постоянной составляющей НТСЦ-сигнала, поступающего на входной контакт 10, на заданном фиксированном уровне, в течение периода гашения НТСЦ-сигнала, а схема 14 А/Ц-преобразования предназначена для вывода на входной контакт 16 цифрового сигнала (например, сигнала цветности С), полученного дискретизацией выходного сигнала схемы 12 фиксации посредством тактового сигнала дискретизации.

Позицией 18 обозначена схема вывода опорного сигнала цветовой синхронизации, схема 18 вывода опорного сигнала цветовой синхронизации включает в себя уровневый компаратор 20, предназначенный для сравнения выходного сигнала схемы 12 фиксации с уровнем ограничения SL, для вывода сигнала, имеющего прямоугольную форму волны, и схему 22 дискретизации периода цветовой синхронизации, предназначенную для дискретизации сигнала периода цветовой синхронизации, подлежащего выводу в качестве опорного сигнала цветовой синхронизации КК.

Позицией 24 обозначена схема ФАПЧ, включающая в себя фазовый компаратор 26, предназначенный для сравнения опорного сигнала цветовой синхронизации КК, который является опорным сигналом, со сравнительным сигналом для вывода напряжения, соответствующего разности фаз, ФНЧ (фильтр низких частот) 28, предназначенный для вывода, в качестве управляющего сигнала, низкочастотной составляющей выходного сигнала фазового компаратора 26, ГУН (генератор, управляемый напряжением) 30, частота которого изменяется посредством управляющего сигнала, поступающего с ФНЧ 28, и делитель частоты 32, предназначенный для деления частоты выходного сигнала ГУН 30 на 4, для вывода на фазовый компаратор 26, в которой выходной сигнал ФНЧ 28, поступающий на ГУН 30, управляет частотой ГУН 30 таким образом, чтобы уменьшить разность фаз между опорным сигналом цветовой синхронизации КК, подаваемым на фазовый компаратор 26, и сравнительным сигналом, для фазовой синхронизации сравнительного сигнала с опорным сигналом цветовой синхронизации КК. По достижении этой фазовой синхронизации частота тактового сигнала дискретизации, выдаваемого на схему 14 А/Ц-преобразования из ГУН 30, будет 4F_пн.

Позицией 34 обозначена схема фазового детектирования, эта схема 34 фазового детектирования детектирует разность фаз между тактовым сигналом дискретизации и опорным сигналом цветовой синхронизации на основании разности уровней между выходным сигналом схемы А/Ц-преобразования и заданным значением опорной фазы и выдает уровень ограничения, соответствующий разности фаз, на схему 18 вывода опорного сигнала цветовой синхронизации.

Позицией 36 обозначена схема вывода управляющего сигнала, эта схема 36 вывода управляющего сигнала детектирует период цветовой синхронизации из выходного сигнала схемы А/Ц-преобразования и выдает сигнал периода цветовой синхронизации, который является дискретизированным управляющим сигналом, на схему 22 дискретизации периода цветовой синхронизации.

Как показано на фиг.4, схема 34 фазового детектирования включает в себя сумматор 38, предназначенный для суммирования регулировочного значения фазы (например, регулировочного значения фазы для цветового тона) со значением опорной фазы (например, -0,2079) для НТСЦ, схему 40 генерирования периода сравнения, предназначенную для генерирования сигнала периода сравнения, соответствующего периоду сравнения фазы для НТСЦ, компаратор 42, предназначенный для сравнения выходного сигнала схемы 14 А/Ц-преобразования со значением опорной фазы, выдаваемым сумматором 38, для вывода сигнала, соответствующего разности уровней, фильтр 44, предназначенный для вывода низкочастотной составляющей сигнала, поступающего с компаратора 42, схему 46 широтно-импульсной модуляции (ШИМ), предназначенную для вывода сигнала ШИМ, в качестве уровня ограничения, на уровневый компаратор 20.

Фильтр 44 и схема ШИМ составляют схему 48 вывода уровня ограничения.

Работа объектов настоящего изобретения, проиллюстрированных на фиг.3 и фиг.4, описана ниже со ссылкой на фиг.5.

(а) НТСЦ-сигнал, поступающий на входной контакт 10, фиксируется на фиксированном уровне, на котором уровень постоянной составляющей остается неизменным в течение периода гашения сигнала, посредством схемы 12 фиксации, и поступает на уровневый компаратор 20 для сравнения с уровнем ограничения SL, и уровневый компаратор 20 выдает сигнал, имеющий прямоугольную форму волны.

Схема 22 дискретизации периода цветовой синхронизации дискретизирует сигнал периода цветовой синхронизации, выделяемый из сигналов, имеющих прямоугольную форму волны, которые выдает уровневый компаратор 20, с тем, чтобы, когда фаза тактового сигнала дискретизации, который будет описан ниже, примет нужное значение, опорный сигнал цветовой синхронизации КК, имеющий прямоугольную форму волны, изображенный на фиг.5, выводился в качестве опорного сигнала на схему 24 ФАПЧ.

На фиг. 5 по оси x отложена разность фаз относительно опорной фазы (ось B-Y), а по оси y отложена амплитуда, и К представляет сигнал цветовой синхронизации частотой F_пн.

Схема 24 ФАПЧ генерирует для вывода в качестве тактового сигнала дискретизации на схему 14 А/Ц-преобразования сигнал, имеющий частоту 4F_пн (N=4) и синхронизированный по фазе с опорным сигналом цветовой синхронизации КК, выдаваемым схемой 18 вывода опорного сигнала цветовой синхронизации.

(b) Фаза опорного сигнала цветовой синхронизации КК, выдаваемого схемой 18 вывода опорного сигнала цветовой синхронизации, изменяется в соответствии с уровнем ограничения SL, и этот уровень ограничения SL изменяется в соответствии со значением опорной фазы в схеме 34 фазового детектирования таким образом, чтобы тактовый сигнал дискретизации можно было регулировать до нужного значения, непрерывным образом изменяя его фазу в соответствии со значением опорной фазы, посредством сигнала, имеющего частоту N•F_пн и синхронизированого по фазе с сигналом цветовой синхронизации КК.

Для регулировки фазы тактового сигнала дискретизации, выдаваемого схемой 24 ФАПЧ на схему 14 А/Ц-преобразования, до нужного значения (например, значения, при котором разность фаз относительно опорной фазы (ось B-Y) принимает значение 57^o), значение опорной фазы устанавливается равным соответствующему значению (например, -0,2079), тогда как регулировочное значение фазы устанавливается равным 0, с тем, чтобы фаза опорного сигнала цветовой синхронизации КК, имеющего прямоугольную форму волны, принимала соответствующее значение.

Когда значение опорной фазы в схеме 34 фазового детектирования установлено равным вышеупомянутому значению (например, -0,2079), уровень ограничения SL, выдаваемый схемой 34 фазового детектирования, будет иметь соответствующее значение (например, -0,5446).

(с) При выполнении регулировки (например, регулировки цветового тона), для сдвига на некоторую величину фазы тактового сигнала дискретизации, выдаваемого схемой 24 ФАПЧ на схему А/Ц-преобразования, регулировочное значение фазы в схеме 34 фазового детектирования устанавливается равным соответствующему значению, и сумма (обновленное значение опорной фазы), полученная суммированием регулировочного значения фазы со значением опорной фазы на сумматоре 38, подается, в качестве сравнительного значения, на компаратор 42. В этом случае, когда фаза тактового сигнала дискретизации регулируется до заданного значения (значения, полученного суммированием некоторого значения с нужным значением), разность уровней между выходным сигналом схемы А/Ц-преобразования и значением опорной фазы также принимает соответствующее значение, и уровень ограничения SL, подаваемый обратно на схему 18 вывода опорного сигнала цветовой синхронизации со схемы 34 фазового детектирования, также изменяется до соответствующего значения от нужного значения (например, -0,5446).

Варианты реализации настоящего изобретения, описанные со ссылками на фиг.3 и фиг.4, относятся к случаям, когда входной сигнал является НТСЦ-сигналом (пример полного цветового сигнала), но настоящее изобретение не ограничивается этими вариантами реализации.

Например, настоящее изобретение применимо также к ПАЛ-сигналу, к системе, допускающей преобразование НТСЦ-сигнала в ПАЛ-сигнал и обратно, и к сигналу цветности либо системы НТСЦ, либо системы ПАЛ.

Например, согласно фиг. 6, в схеме 34 фазового детектирования в соответствии с настоящим изобретением может быть предусмотрена схема 50 выбора значения опорной фазы в каскаде, предшествующем каскаду сумматора 38, с тем, чтобы в зависимости от того, является ли входной сигнал НТСЦ-сигналом или ПАЛ-сигналом, на сумматор можно было избирательно выдавать значение опорной фазы для НТСЦ-сигнала (например, -0,0000) или для ПАЛ-сигнала.

На фиг. 7 изображена схема демодуляции сигнала цветности, отвечающая варианту реализации настоящего изобретения, в которой цифровые позиции элементов, совпадающих с элементами, отвечающими варианту реализации по фиг.3, опущены. На фиг.7 позицией 52 обозначена схема преобразования сигнала, предназначенная для преобразования выходного сигнала (например, сигнала С) схемы 14 А/Ц-преобразования в цветоразностные сигналы I и Q. Эта схема 52 преобразования, изображенная на фиг.8, включает в себя умножитель 54, предназначенный для умножения выходного сигнала схемы 14 А/Ц-преобразования на -1, для вывода, и схему 56 выбора, предназначенную для избирательного вывода либо цветоразностного сигнала I, либо цветоразностного сигнала Q посредством первого и второго сигналов выбора, для вывода цветоразностных сигналов I и Q по отдельности.

Работа объектов настоящего изобретения, проиллюстрированных на фиг.7 и фиг.8, описана ниже со ссылкой на фиг.9.

Когда фаза тактового сигнала дискретизации, выдаваемого схемой 24 ФАПЧ на схему 14 А/Ц-преобразования, отрегулирована до нужного значения (например, значения, при котором разность фаз относительно значения опорной фазы (ось B-Y) равна 57^o), путем установки значения опорной фазы в схеме 34 фазового детектирования, равного значению для НТСЦ (например, -0,2079), тогда как регулировочное значение фазы установлено равным 0, аналогично случаю, представленному на фиг.3 и фиг.4, разность уровней между выходным сигналом схемы 14 А/Ц-преобразования и значением опорной фазы принимает установленное значение, в то время как уровень ограничения SL, подаваемый обратно на схему 18 вывода опорного сигнала цветовой синхронизации со схемы 34 фазового детектирования, принимает соответствующее значение (например, -0,5446), и фаза точки возрастания опорного сигнала цветовой синхронизации КК принимает соответствующее значение (например, 57^o относительно точки опорной фазы). Поэтому выходной сигнал схемы 14 А/Ц-преобразования будет сигналом цветности, в котором цветоразностный сигнал меняется в порядке: -I, -Q, I и Q при синхронизации с частотой 4F_пн.

Схема 56 выбора производит выбор посредством первого сигнала выбора (частота F_пн), изображенного на фиг.9 как (а), для выбора на предшествующем каскаде, в то же время, производя выбор посредством второго сигнала выбора (частота 2F_пн), изображенного на той же фигуре как (b), на последующем каскаде, для вывода цветоразностных сигналов I и Q по отдельности.

Кроме того, как и в случаях, представленных на фиг.3 и фиг.4, разность фаз относительно опорной фазы тактового сигнала дискретизации можно изменять непрерывным образом, изменяя значение опорной фазы и/или регулировочное значение фазы в схеме 34 фазового детектирования таким образом, чтобы сдвиг фаз, обусловленный задержкой сигнала в уровневом компараторе 20 или схеме 14 А/Ц-преобразования, можно было регулировать путем регулировки значения опорной фазы и/или регулировки регулировочного значения фазы.

Кроме того, при регулировке цветового тона путем сдвига на некоторую величину фазы тактового сигнала дискретизации, выдаваемого схемой 24 ФАПЧ на схему 14 А/Ц-преобразования, регулировочное значение фазы в схеме 34 фазового детектирования устанавливается равным соответствующему значению, и сумма (обновленное значение опорной фазы), полученная суммированием регулировочного значения фазы со значением опорной фазы посредством сумматора 38, подается, в качестве сравнительного значения, на компаратор 42. В этом случае, когда фаза тактового сигнала дискретизации отрегулирована до заданного значения (значения, полученного суммированием некоторого значения с нужным значением), разность уровней между выходным сигналом схемы 14 А/Ц-преобразования и значением опорной фазы также изменяется до соответствующего значения, тогда как уровень ограничения SL, подаваемый обратно на схему 18 вывода опорного сигнала цветовой синхронизации со схемы 34 фазового детектирования, также изменяется до соответствующего значения.

Поэтому тактовый сигнал дискретизации, выдаваемый схемой 24 ФАПЧ на схему 14 А/Ц-преобразования, является сигналом, имеющим частоту 4F_пн, и этот сигнал синхронизирован по фазе с опорным сигналом цветовой синхронизации КК на его уровне ограничения SL (значение, соответствующее сумме значения опорной фазы и регулировочного значения фазы), тогда как цветоразностные сигналы I и Q изменяются в соответствии со значением, соответствующим регулировочному значению фазы для регулировки цветового тона.

Вариант реализации изобретения, представленный на фиг.7, относится к организации, при которой схема фазового детектирования, изображенная на фиг.4, предназначена для того, чтобы давать возможность суммировать значение опорной фазы для НТСЦ-сигнала с регулировочным значением фазы для регулировки цветового тона, но настоящее изобретение не ограничивается этим вариантом реализации и применимо либо к случаю, когда схема фазового детектирования не имеет функции суммирования регулировочного значения фазы и позволяет использовать только значение опорной фазы для НТСЦ-сигнала, либо к случаю, когда можно выбирать значение опорной фазы либо для НТСЦ-сигнала, либо для ПАЛ-сигнала.

Промышленное применение
Согласно рассмотренному выше двухконтурная схема ФАПЧ согласно настоящему изобретению дает возможность не только преобразовывать тактовый сигнал дискретизации, выдаваемый схемой ФАПЧ на схему А/Ц-преобразования, в сигнал, имеющий частоту N•F_пн и синхронизированный по фазе с сигналом цветовой синхронизации, но также непрерывным образом изменять фазу сигнала в соответствии со значением опорной фазы. Поэтому, например, регулируя фазу опорного сигнала цветовой синхронизации в его точке возрастания таким образом, чтобы его разность фаз относительно опорной фазы была равна 57^o, можно выводить тактовый сигнал дискретизации для А/Ц-преобразования, пригодный для демодуляции сигнала цветности.

Кроме того, схема демодуляции сигнала цветности, использующая двухконтурную схему ФАПЧ согласно настоящему изобретению способна преобразовывать выходной сигнал схемы А/Ц-преобразования в цветоразностный сигнал (например, I, Q); поэтому схему можно использовать для того, чтобы легко и с высокой точностью демодулировать цветоразностный сигнал из полного цветового сигнала.

Изобретение относится к схеме ФАПЧ, генерирующей тактовый сигнал дискретизации, синхронизированный по фазе с сигналом цветовой синхронизации, и к схеме демодуляции сигнала цветности. Техническим результатом является разработка схемы ФАПЧ, изменяющей фазу тактового сигнала дискретизации для аналого-цифрового (А/Ц) преобразования, и схемы демодуляции сигнала цветности, высокоточно демодулирующей цветоразностный сигнал с использованием схемы ФАПЧ. Технический результат достигается тем, что двухконтурная схема снабжена схемами фиксации, А/Ц-преобразования, вывода опорного сигнала цветовой синхронизации, ФАПЧ и фазового детектирования, что дает возможность преобразовывать тактовый сигнал дискретизации, выдаваемый схемой ФАПЧ на схему А/Ц-преобразования, в сигнал, имеющий частоту N•F_пн и синхронизированный по фазе с сигналом цветовой синхронизации, и непрерывно изменять фазу сигнала в соответствии со значением опорной фазы. А схема демодуляции преобразует выходной сигнал схемы А/Ц-преобразования в цветоразностный сигнал. 2 с. и 15 з.п.ф-лы, 9 ил.

1. Двухконтурная схема фазовой автоподстройки частоты (ФАПЧ), включающая в себя схему фиксации, предназначенную для фиксации уровня постоянной составляющей полного цветового сигнала или сигнала цветности на некотором фиксированном уровне для вывода, схему аналого-цифрового (А/Ц)-преобразования, предназначенную для дискретизации выходного сигнала схемы фиксации посредством тактового сигнала дискретизации для вывода цифрового сигнала, схему вывода опорного сигнала цветовой синхронизации, предназначенную для сравнения выходного сигнала схемы фиксации с уровнем ограничения, для вывода опорного сигнала цветовой синхронизации, имеющего прямоугольную форму волны, схему ФАПЧ, предназначенную для генерирования сигнала частотой N-F_пн (N - число, кратное 4), который синхронизируется по фазе с опорным сигналом цветовой синхронизации путем управления частотой генератора и подлежит выводу, в качестве тактового сигнала дискретизации, на упомянутую схему А/Ц-преобразования, и схему фазового детектирования, предназначенную для детектирования разности фаз между тактовым сигналом дискретизации и опорным сигналом цветовой синхронизации на основании разности уровней между выходным сигналом упомянутой схемы А/Ц-преобразования и уровнем заданного значения опорной фазы и для вывода уровня ограничения, соответствующего разности фаз, на упомянутую схему вывода опорного сигнала цветовой синхронизации. 2. Двухконтурная схема ФАПЧ по п. 1, в которой схема вывода опорного сигнала цветовой синхронизации включает в себя уровневый компаратор, предназначенный для сравнения выходного сигнала схемы фиксации с уровнем ограничения для вывода сигнала, имеющего прямоугольную форму волны, и схему дискретизации периода цветовой синхронизации, предназначенную для дискретизации сигнала периода цветовой синхронизации из выходных сигналов уровневого компаратора. 3. Двухконтурная схема ФАПЧ по п. 1 или 2, в которой схема фазового детектирования включает в себя сумматор, предназначенный для суммирования регулировочного значения фазы со значением опорной фазы, компаратор, предназначенный для сравнения суммы, выдаваемой сумматором, с выходным сигналом схемы А/Ц-преобразования, в течение периода, заданного в соответствии с видом входного сигнала, для вывода сигнала, соответствующего равности уровней, и схему вывода уровня ограничения, предназначенную для вывода уровня ограничения в соответствии с выходным сигналом компаратора. 4. Двухконтурная схема ФАПЧ по п. 1 или 2, в которой схема фазового детектирования включает в себя схему выбора значения опорной фазы, предназначенную для избирательного вывода заданного значения опорной фазы для НТСЦ-сигнала или для ПАЛ-сигнала, выбранного посредством сигнала выбора, сумматор, предназначенный для суммирования регулировочного значения фазы со значением опорной фазы, выдаваемым схемой выбора значения опорной фазы, компаратор, предназначенный для сравнения суммы, выдаваемой сумматором, с выходным сигналом схемы А/Ц-преобразования для вывода сигнала, соответствующего разности уровней, в течение периода, задаваемого в зависимости от того, является ли сигнал НТСЦ-сигналом или ПАЛ-сигналом, и схему вывода уровня ограничения, предназначенную для вывода соответствующего уровня ограничения в соответствии с выходным сигналом компаратора. 5. Двухконтурная схема ФАПЧ по п. 3, в которой схема вывода уровня ограничения включает в себя фильтр, предназначенный для сглаживания выходного сигнала компаратора для вывода, и схему широтно-импульсной модуляции, предназначенной для вывода соответствующего сигнала широтно-импульсной модуляции, в качестве уровня ограничения, в соответствии с выходным сигналом фильтра. 6. Двухконтурная схема ФАПЧ по п. 4, в которой схема вывода уровня ограничения включает в себя фильтр, предназначенный для сглаживания выходного сигнала компаратора для вывода, и схему широтно-импульсной модуляции, предназначенной для вывода соответствующего сигнала широтно-импульсной модуляции, в качестве уровня ограничения, в соответствии с выходным сигналом фильтра. 7. Схема демодуляции сигнала цветности, включающая в себя схему фиксации, предназначенную для фиксации, для вывода уровня постоянной составляющей входного полного цветового сигнала или сигнала цветности на заданном фиксированном уровне, схему А/Ц-преобразования, предназначенную для дискретизации выходного сигнала схемы фиксации посредством тактового сигнала дискретизации для вывода дискретизированного сигнала, который является цифровым сигналом, схему вывода опорного сигнала цветовой синхронизации, предназначенную для сравнения выходного сигнала схемы фиксации с уровнем ограничения для вывода опорного сигнала цветовой синхронизации, имеющего прямоугольную форму волны, схему ФАПЧ, предназначенную для генерирования сигнала частотой N-F_пн (N - число, кратное 4), синхронизируемого по фазе с опорным сигналом цветовой синхронизации путем управления частотой генератора, для вывода генерированного сигнала, который является тактовым сигналом дискретизации, на упомянутую схему А/Ц-преобразования, схему фазового детектирования, предназначенную для детектирования разности фаз между тактовым сигналом дискретизации и опорным сигналом цветовой синхронизации на основании разности уровней между выходным сигналом упомянутой схемы А/Ц-преобразования и заданным значением опорной фазы, и схему преобразования сигнала, предназначенную для преобразования выходного сигнала упомянутой схемы А/Ц-преобразования в цветоразностный сигнал, подлежащий выводу. 8. Схема демодуляции сигнала цветности по п. 1, в которой схема преобразования сигнала включает в себя умножитель, предназначенный для умножения выходного сигнала упомянутой схемы А/Ц-преобразования на -1 для вывода, и схему выбора, предназначенную для избирательного вывода выходного сигнала упомянутой схемы А/Ц-преобразования или выходного сигнала упомянутого умножителя. 9. Схема демодуляции сигнала цветности по п. 7 или 8, в которой схема вывода опорного сигнала цветовой синхронизации включает в себя уровневый компаратор, предназначенный для сравнения выходного сигнала схемы фиксации с уровнем ограничения, для вывода сигнала, имеющего прямоугольную форму волны, и схему дискретизации периода цветовой синхронизации, предназначенную для дискретизации сигнала периода цветовой синхронизации из сигналов, выдаваемых уровневым компаратором. 10. Схема демодуляции сигнала цветности по п. 7 или 8, в которой схема фазового детектирования включает в себя сумматор, предназначенный для суммирования регулировочного значения фазы, предназначенного для регулировки цветового тона, со значением опорной фазы, компаратор, предназначенный для сравнения суммы, выдаваемой упомянутым сумматором, с выходным сигналом схемы А/Ц-преобразования, в течение периода, задаваемого в зависимости от вида входного сигнала, для вывода сигнала, соответствующего разности уровней, и схему вывода уровня ограничения, предназначенную для вывода соответствующего уровня ограничения на основании выходного сигнала компаратора. 11. Схема демодуляции сигнала цветности по п. 9, в которой схема фазового детектирования включает в себя сумматор, предназначенный для суммирования регулировочного значения фазы, предназначенного для регулировки цветового тона, со значением опорной фазы, компаратор, предназначенный для сравнения суммы, выдаваемой упомянутым сумматором, с выходным сигналом схемы А/Ц-преобразования в течение периода, задаваемого в зависимости от вида входного сигнала, для вывода сигнала, соответствующего разности уровней, и схему вывода уровня ограничения, предназначенную для вывода соответствующего уровня ограничения на основании выходного сигнала компаратора. 12. Схема демодуляции сигнала цветности по п. 7 или 8, в которой схема фазового детектирования включает в себя схему выбора значения опорной фазы, предназначенную для избирательного вывода заданного значения опорной фазы для НТСЦ-сигнала или ПАЛ-сигнала, выбранного посредством сигнала выбора, сумматор, предназначенный для суммирования регулировочного значения фазы, предназначенного для регулировки цветового тона, со значением опорной фазы, выдаваемым схемой выбора значения опорной фазы, компаратор, предназначенный для сравнения суммы, выдаваемой сумматором, с выходным сигналом схемы А/Ц-преобразования в течение периода, задаваемого в зависимости от того, является ли входной сигнал НТСЦ-сигналом или ПАЛ-сигналом, с целью вывода сигнала, соответствующего разности уровней, и схему вывода уровня ограничения, предназначенную для вывода соответствующего уровня ограничения в соответствии с выходным сигналом компаратора. 13. Схема демодуляции сигнала цветности по п. 9, в которой схема фазового детектирования включает в себя схему выбора значения опорной фазы, предназначенную для избирательного вывода заданного значения опорной фазы для НТСЦ-сигнала или ПАЛ-сигнала, выбранного посредством сигнала выбора, сумматор, предназначенный для суммирования регулировочного значения фазы, предназначенного для регулировки цветового тона, со значением опорной фазы, выдаваемым схемой выбора значения опорной фазы, компаратор, предназначенный для сравнения суммы, выдаваемой сумматором, с выходным сигналом схемы А/Ц-преобразования в течение периода, задаваемого в зависимости от того, является ли входной сигнал НТСЦ-сигналом или ПАЛ-сигналом, для вывода сигнала, соответствующего разности уровней, и схему вывода уровня ограничения, предназначенную для вывода соответствующего уровня ограничения в соответствии с выходным сигналом компаратора. 14. Схема демодуляции сигнала цветности по п. 10, в которой схема вывода уровня ограничения включает в себя фильтр, предназначенный для сглаживания, для вывода выходного сигнала компаратора, и схему широтно-импульсной модуляции, предназначенной для вывода, в качестве уровня ограничения, соответствующего сигнала широтно-импульсной модуляции на основании выходного сигнала фильтра. 15. Схема демодуляции сигнала цветности по п. 11, в которой схема вывода уровня ограничения включает в себя фильтр, предназначенный для сглаживания, для вывода выходного сигнала компаратора, и схему широтно-импульсной модуляции, предназначенной для вывода, в качестве уровня ограничения, соответствующего сигнала широтно-импульсной модуляции на основании выходного сигнала фильтра. 16. Схема демодуляции сигнала цветности по п. 12, в которой схема вывода уровня ограничения включает в себя фильтр, предназначенный для сглаживания, для вывода выходного сигнала компаратора и схему широтно-импульсной модуляции, предназначенную для вывода, в качестве уровня ограничения, соответствующего сигнала широтно-импульсной модуляции на основании выходного сигнала фильтра. 17. Схема демодуляции сигнала цветности по п. 13, в которой схема вывода уровня ограничения включает в себя фильтр, предназначенный для сглаживания, для вывода выходного сигнала компаратора и схему широтно-импульсной модуляции, предназначенную для вывода, в качестве уровня ограничения, соответствующего сигнала широтно-импульсной модуляции на основании выходного сигнала фильтра.