DE3318322C2

DE3318322C2 -

Info

Publication number: DE3318322C2
Application number: DE3318322A
Authority: DE
Inventors: Hitoshi Tokorozawa Saitama Jp Katsuyama
Original assignee: Pioneer Video Corp
Current assignee: Pioneer Video Corp
Priority date: 1982-05-20
Filing date: 1983-05-19
Publication date: 1987-12-03
Also published as: JPS58201478A; DE3318322A1; US4555679A; GB2122441B; GB8313517D0; GB2122441A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltung zum Korri gieren von Zeitachsenfehlern eines Videoplattenspielers nach dem Oberbegriff des Anspruchs. Eine solche Schal tung gehört zum betriebsinternen Stand der Technik der Anmelderin.

Ein Wiedergabegerät für aufgezeichnete Daten erzeugt ein sta biles Wiedergabesignal mit Hilfe einer Schaltung, mit der der Fehler des Gerätes bezüglich der Zeitachse er faßt und korrigiert wird. Beispielsweise wird in einem Videoplattenspieler zum Wiedergeben eines Farbvideosignals ein sogenannter "Tangentialspiegel" durch die Phasen fehlerkomponente des Horizontal-Synchronsignals im wiedergegebenen Videosignal angetrieben, um die relative Lage Abtastspurlage eines Datenaufnahme-Erfassungs punktes tangential zur Spur zu steuern. Das Wiedergabevideosignal das derart erhalten wird, enthält allerdings einen verbleibenden Phasenfehler. Um diesen Fehler zu korrigieren, wird die in Fig. 1 gezeigte Schal tung verwendet.

Wie in Fig. 1 dargestellt ist, extrahiert eine Burstsignal- Torschaltung 1 ein 3,58 MHz Farb-Sprungsignal aus einem Wiedergabevideosignal, wobei eine PLL-Schaltung, die aus einem Phasenkomparator 2, einem Schleifenfilter 3 und einem spannungsgesteuerten Oszillator (VCO) 4 besteht, die Phase des Farbburstsignals erfaßt. Ein Signal, das sich mit der Veränderung der Phase des wiedergegebenen Farbburst signals verändert, wird am Ausgang des Phasenkomparators 2 erhalten. Auf diese Weise wird dieses Ausgangssignal da zu verwendet, daß eine Zeitachsen-Steuerschaltung 5 die Zeitachse des Wiedergabevideosignals korrigiert, um dadurch den oben beschriebenen verbleibenden Phasenfehler zu kompensieren.

Wenn die PLL-Schaltung in einem synchronen Zustand ist, muß die Frequenzcharakteristik der Schleife zu einer schmalbandigen Charakteristik abgeändert werden (z. B. mit einer Grenz frequenz von 30 Hz), so daß die Regelung nicht durch hoch frequentes Rauschen oder dergleichen beeinträchtigt wird. In ähnlicher Weise muß die Frequenzcharakteristik bei einem asynchronen Zustand der PLL-Schaltung auf eine Breitband charakteristik (z. B. mit einer Grenzfrequenz von 500 Hz) abgeändert werden, damit die einrastende Betriebsweise schneller erreicht wird. Um dieses Erfordernis zu erfüllen, wird der synchrone und der asynchrone Zustand der PLL- Schaltung ermittelt, und die Zeitkonstante des Schleifen filters 3 wird derart verändert, daß die Bandbreite variiert wird. Ein Beispiel einer Schaltung zum Erfassen des syn chronen bzw. asynchronen Zustandes der PLL-Schaltung ist in Fig. 2 dargestellt. Der Ausgang des spannungsgesteuerten Oszillators (VCO) 4 wird mittels eines π/2-Phasenschie bers 6 um 90° phasenverschoben und mit einem wiedergegebenen Farbburstsignal in einem Phasenkomparator 7 verglichen. Das Vergleichsausgangssignal wird in ein Gleichstromsignal durch ein Tiefpaßfilter (LPF) 8 umgewandelt, wobei dieses Signal an eine Pegelentscheidungsschaltung 9 angelegt wird. Das Ausgangssignal der Pegelentscheidungsschaltung ist ein Erfassungssignal für den synchronen bzw. asynchronen Zu stand, das die Zeitkonstante des Schleifenfilters 3 steuert.

Während des synchronen Zustandes ist die Phasendifferenz zwischen dem wiedergegebenen Farbburstsignal und dem VCO- Ausgangssignal gleich π/2. Da allerdings das Ausgangs signal des Phasenschiebers 6 unter Schieben der Phase des VCO-Ausgangssignals um π/2 erhalten wird, ist im Synchronzustand die Phasen differenz zwischen dem wiedergegebenen Farbburstsignal und dem Ausgangs signal des Phasenschiebers 6 gleich π. Das Ausgangssi gnal des Tiefpaßfilters 8, an das das Ausgangssignal des Phasenkomparators 7 angelegt wird, bleibt beispielsweise auf hohem Pegel. Während des asynchronen Zustandes sind die beiden Eingangssignale des Phasenkomparators 7 von ei ner rein zufälligen Art, so daß das Ausgangssignal des Tiefpaßfilters 8 einen niedrigeren Pegel als in dem syn chronen Zustand hat. Demgemäß kann erfaßt werden, ob oder ob nicht die PLL-Schaltung in ihrem synchronen Zustand ist, indem der Ausgangspegel des Tiefpasses 8 mit einem vor bestimmten Bezugspegel in der Pegelentscheidungsschaltung 9 verglichen wird.

Allerdings ist bei einem Videoplattenspieler die Video platte im allgemeinen etwas exzentrisch. Daher wird selbst während des synchronen Zustandes das Farbburstsignal einen Phasenfehler aufgrund der Exzentrizität haben, wobei der Phasenfehler eine Komponente hat, die unterhalb von 30 Hz liegt (die Phasenkomponente ist 30 Hz im Falle eines Plattenspielersystems, das mit konstanter Winkelgeschwin digkeit betrieben wird). Daher stellt es eine Schwierig keit für die Erfassungsschaltung in Fig. 2 dar, in ge nauer Weise zu erfassen, ob oder ob nicht die PLL-Schal tung in ihrem synchronen Zustand ist.

Aus der US-PS 40 00 476 ist eine PLL-Schaltung bekannt, die aufgrund der Eigenschaften des eingegebenen Signals die Tendenz hat, auf unterschiedlichen Frequenzen zu synchronisieren. Es herrscht dort stets ein synchroni sierter Zustand, wenn auch nicht stets in bezug auf das gewünschte Signal. Die Schaltung leitet aus einer Fehl synchronisation, d. h. bei einer unerwünschten Synchroni sation auf ein Signalseitenband, ein Steuersignal ab, das einen spannungsgesteuerten Oszillator auf eine Fre quenz bringt, die zur Synchronisation auf die gewünschte Frequenz führt. Filter werden in dieser Schaltung nicht umgeschaltet.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schaltung der eingangs genannten Art anzugeben, bei der auch beim Abspielen exzentrisch umlaufender Videoplatten eine si chere Unterscheidung getroffen werden kann, ob die PLL-Schaltung synchronisiert ist oder nicht, um die Bandbreite des in der Schaltung enthaltenen Schleifen filters in der geeigneten Weise einzustellen.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs gelöst.

Die Erfindung verwendet als Filter in dem Kreis zur Be einflussung der Bandbreite des Schleifenfilters ein Bandpaßfilter, dessen Durchlaßcharakteristik so gewählt ist, daß alle Frequenzkomponenten gedämpft werden, deren Frequenzen höher sind, als die Fangfrequenzbandbreite der PLL-Schaltung im breitbandigen Zustand des Schlei fenfilters. Ebenso werden jene Frequenzkomponenten ge dämpft, die sich aus einem evtl. exzentrischen Umlauf der Bildplatte ergeben. Die Schmitt-Triggerschaltung er zeugt aufgrund ihrer zwei Schwellenwerte eine gewisse Hysterese. Nach dem Synchronisieren der PLL-Schaltung bleibt der synchronisierte Zustand auch erhalten, wenn sich im Ausgangssignal des Bandpaßfilters gewisse Schwe bungskomponenten zeigen sollten. Es wird dadurch die Stabilität der Schleife verbessert. Das Bandpaßfilter verbessert aufgrund seiner Eigenschaften den Fangbereich der PLL-Schaltung.

Eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 ein Blockdiagramm einer bekannten Zeitachsen-Korrekturschaltung in einem üblichen Videoplattenspieler;

Fig. 2 ein Blockdiagramm eines Beispieles einer üblichen Schaltung zum Erfassen des synchronen Zustandes der PLL-Schaltung nach Fig. 1;

Fig. 3 ein Blockdiagramm einer Zeitachsen-Korrekturschaltung in einem Videoplattenspieler, bei dem eine Erfassungsschaltung für den synchronen bzw. asyn chronen Zustand einer PLL-Schaltung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung verwendet wird; und

Fig. 4A bis 4D und 5A bis 5B Signaldarstellungen für eine Beschreibung der Betriebsweise der Schaltung nach Fig. 3.

Fig. 3 zeigt eine Zeitachsen-Korrekturschaltung für ein Wiedergabesignal, bei der ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung angewendet wird.

In der Fig. 3 sind diejenigen Teile, die von der Funktion her den Teilen von Fig. 1 entsprechen, mit gleichen Bezugszeichen be zeichnet. Das Vergleichs-Ausgangssignal (A) des Phasen komparators in der PLL-Schaltung wird an ein Bandpaß filter 10 angelegt, so daß eine spezielle Frequenzkompo nente herausgefiltert wird. Dieses herausgefilterte Aus gangssignal (B) wird einer Vollwellen-Gleichrichtung mittels eines Gleichrichters 11 unterworfen und daraufhin einem Integrator 12 zugeführt. Das Integrations-Ausgangs signal (C) des Integrators 12 wird an eine Schmitt-Trigger schaltung 13 angelegt, deren Ausgangssignal (D) die Zeit konstante des Schleifenfilters 3 steuert. Die restliche Schaltung ist ähnlich zu derjenigen, die in Fig. 1 ge zeigt ist.

Fig. 4A bis 4D zeigen Signaldarstellungen für eine Be schreibung der Betriebsweise der Schaltung nach Fig. 3. Die Fig. 4A bis 4D zeigen die Signale (A) bis (D), die jeweils in der Schaltung nach Fig. 3 auftreten. Es sei angenommen, daß beim Einschalten des Videoplattenspielers das Ausgangssignal (D) der Schmitt-Trigger-Schaltung 13 auf niedrigem Potential sei, und daß die Schleifencharakteristik der PLL-Schaltung schmalbandig sei. Während dieses Zustandes liegt zunächst ein Wiedergabe-Farbburstsignal, das sich um einige 100 Hz von dem Schwingungssignal des spannungsgesteuerten Oszil lators 4 in der PLL-Schaltung unterscheidet, an dem Phasen komparator 2 entsprechend der Stellungen des Tangentialspiegels und der Drehstellung der Platte, wobei der Tangentialspiegel und der Plattentellermotor dazu geeignet sind, den Zeitachsen-Fehler des Video plattenspielers zu korrigieren. Demgemäß enthält das Aus gangssignal (A) des Phasenkomparators 2 eine Schwebungskomponente, die die Differenzfrequenz zwischen den beiden Signalen ist. Allerdings sei angemerkt, daß, bevor man die Schwebungsfrequenz komponente erhält, ein unbestimmtes Rauschen während einer Zeitdauer auftritt, die im linken Bereich von Fig. 4A schraffiert dargestellt ist. Der Grund für dieses Rauschen liegt darin, daß die Schaltung in der Praxis derart aufge baut ist, daß das Vergleichs-Ausgangssignal (A) durch Ab tasten und durch Halten des Ausgangssignales des Phasen komparators 2 erhalten wird, wobei das Vergleichs-Ausgangs signal während einer anfänglichen Zeitdauer zu einer Rauschkomponente wird, während der der Abtast- und Halte- Puls und das Wiedergabe-Farbburstsignal nicht in genauer Weise erhalten werden können. Die Rauschkomponente wird durch das Bandpaßfilter 10 sehr stark gedämpft, so daß das Ausgangssignal (B) des Bandpaßfilters im wesentlichen auf Nullpegel liegt.

Die Charakteristik des Bandpaßfilters 10 ist derart einge stellt, daß es eine Komponente dämpft, die höher als eine Frequenz fp ist (wobei fp die Fang frequenzbandbreite ist, wenn die Schleifencharakteristik der PLL-Schaltung breitbandig ist) und ebenso eine 30 Hz- Komponente dämpft, (von 30 Hz bis 10 Hz im Falle eines Videoplattenspielersystems mit konstanter Lineargeschwin digkeit) wobei diese Komponente sich aus der Exzentrizität der Videoplatte ergibt. Die untere Grenzfrequenz des Band paßfilters 10 ist die Exzentrizitäts-Komponente der Video platte, da die Grenzfrequenz der PLL-Schaltung auf einen Wert eingestellt werden wird, der niedriger als die Ex zentrizitäts-Komponente liegt.

Wenn die Geschwindigkeit des Plattenteller motors einen vorbestimmten Wert erreicht, erzeugt der Phasenkomparator 2 die in Fig. 4A dargestellte Schwebungs frequenzkomponente. Die Schwebungsfrequenz wird selektiv durch das Bandpaßfilter 10 mit der oben beschriebenen Charakteristik herausgefiltert, so daß das Sinuskurvensignal, das in Fig. 4B gezeigt ist, erhalten wird. Aus diesem Si gnal ergibt sich eine integrierte Signalform, die in Fig. 4C dargestellt ist, nachdem das Signal den Gleichrichter 11 und den Integrator 12 durchlaufen hat. Wenn die integrierte Signalform den oberen Schwellenwert V _H, der in der Schmitt- Trigger-Schaltung 13 eingestellt ist, erreicht, steigt das Ausgangssignal (D) der Schaltung 13 auf den hohen Pegel, so daß die Zeitkonstante des Schleifenfilters 3 abgesenkt wird, d. h. die Schleifencharakteristik wird auf eine Breitband- Charakteristik mit einer Grenzfrequenz fp umgeschaltet. Daher wird die Nachlauf-Charakteristik der PLL-Schaltung verbessert und die einrastende Betriebsweise leichter er reicht.

Wenn die PLL-Schaltung in ihren synchronen Zustand gebracht worden ist, verschwindet die Schwebungskomponente aus dem Aus gangssignal (A) des Phasenkomparators 2. Daher sinkt das integrierte Ausgangssignal langsam ab, wie es in Fig. 4C dargestellt ist. Wenn das Ausgangssignal den unteren Schwellenwert V _L der Schmitt-Trigger-Schaltung 13 erreicht, wird das Ausgangssignal (D) auf niedrigen Pegel einge stellt, so daß die Zeitkonstante des Schleifenfilters 3 erhöht wird. Daher wird die Schleifencharakteristik auf eine schmalbandige Charakteristik umgeschaltet, so daß die PLL-Schaltung in einer stabilen Betriebsweise betrie ben wird.

In diesem synchronen Zustand erscheint eine Schwebungskomponente mit einer niedrigen Frequenz von 30 Hz oder weniger aufgrund der Exzentrizität der Videoplatte in dem Ausgangssignal (A) des Phasenkomparators. Allerdings wird diese Komponente nicht erfaßt, da das Bandpaßfilter 10 diese Komponente dämpft. Selbst wenn Rauschkomponenten aufgrund von Aus setzern auftreten, werden diese Komponenten durch das Band paßfilter 10 gedämpft. Daher wird das Ärgernis vermieden, daß ein einzelnes rauschendes, fehlerhaftes Eingangssignal fälschlich als asynchroner Zustand der PLL-Schaltung einge stuft wird.

Die Fig. 5A und 5B zeigen jeweils das Ausgangssignal des Phasenkomparators 2 und das Ausgangssignal des Integrators 12, wenn der Videoplattenspieler mit einer sogenannten "Abtast-Betriebsweise mit konstanter Winkelgeschwindigkeit" betrieben wird. Der Ausdruck "Abtast-Betriebsweise" be zeichnet eine Betriebsweise, bei der eine Suche nach einem Bild durch schnelles Verschieben des Datenaufnahme-Er fassungspunktes senkrecht zur Spurrichtung ausgeführt wird, wobei der Spur-Servo und die Tangentialservoschleife in Betrieb sind. Wenn während dieser Betriebsweise der Ver drehwinkel des Tangentialspiegels einen Grenzwert erreicht, wird die Spur-Servoschleife außer Betrieb gesetzt, so daß der Spiegel in die mittige Drehwinkelstellung zu rückkehren wird, woraufhin eine schnelle Vorwärtsverschie bung des Abtasters stattfindet mit erneutem Inbetriebsetzen der Spur- Servoschleife.

Die oben beschriebene Betriebsweise wird wiederholt ausge führt. Während einer Zeitdauer von mehreren 10 ms, während der die Spur-Servoschleife ausgeschaltet ist, erscheint eine Schwebungs- oder Rausch-Komponente in dem Ausgangssignal des Phasenkomparators 2, wie es in Fig. 5A dargestellt ist. Da allerdings die Dauer die ser Schwebungskomponente kurz ist, wird das Ausgangssignal des Integrators 12 nicht den oberen Schwellenwert V _H der Schmitt-Trigger-Schaltung 13 erreichen. Daher wird die Charakteristik der Schleife nicht verändert, d. h. die schmalbandige Charakteristik wird beibehalten. Während der Abtast-Betriebsweise mit konstanter Winkel geschwindigkeit des Plattenumlaufs wird die Zeitachse des Wiedergabesignales normal beibehalten, und die PLL-Schaltung wird in ihrem synchronen Zustand gehalten, so daß ein Umschalten der Schleifen charakteristik nicht benötigt wird. Daher ist die Schal tung nach Fig. 3 für eine Abtast-Betriebsweise mit kon stanter Winkelgeschwindigkeit geeignet.

Bei einem Plattensystem mit konstanter Lineargeschwindig keit wird immer dann, wenn die Spur-Servoschleife während der Abtastung der Platte außer Betrieb gesetzt wird, die Zeitachse des Wiedergabesignals äußerst unregelmäßig, so daß die PLL-Schaltung in ihren asynchronen Zustand versetzt wird. Als Folge hiervon erscheint die Schwebungs komponente in dem Phasenvergleichs-Ausgangssignal, und der Zustand der Schmitt-Trigger-Schaltung wird verändert, so daß eine Bandbreitensteuerung ausgeführt wird und eine einrastende Betriebsweise leichter erreicht wird. Es be steht eine Zeitverzögerung zwischen dem Zeitpunkt, an dem die PLL-Schaltung in ihren synchronen Zu stand kommt, und dem Zeitpunkt, in dem das Aus gangssignal (C) des Integrators 12 den unteren Schwellen wert V _L der Schmitt-Trigger-Schaltung erreicht. Während dieser Zeitdauer nimmt die PLL-Schaltung eine völlig sta bile Synchronisation ein.

Claims

Schaltung zum Korrigieren von Zeitachsenfehlern eines Videoplattenspielers, mit einer Zeitachsensteuerschaltung, der als Steuersignal das Ausgangssignal eines Phasenkompa rators zugeführt ist, der als ein Eingangssignal ein in dem Videosignal enthaltendes Synchronsignal und als anderes Eingangssignal das Ausgangssignal eines spannungsgesteuer ten Oszillators erhält, dessen Steuerspannung von dem Pha senkomparator über ein Schleifenfilter mit umschaltbarer Bandbreite geliefert ist, wobei die Bandbreite des Schlei fenfilters von einem Signal beeinflußt ist, das aus einem Phasenvergleich des Synchronsignals mit einem vom Oszilla tor stammenden Signal gewonnen und mittels eines Filters und einer Schwellenwertstufe behandelt ist, dadurch ge kennzeichnet, daß das Filter mit dem Ausgang des Phasenkomparators (2) verbunden und ein Bandpaßfilter (10) ist, das eine untere Grenzfrequenz aufweist, die hö her als die maximale Umlauffrequenz des Videoplattenspie lers ist, und eine obere Grenzfrequenz aufweist, die höher als die maximale Fangfrequenz der von Phasenkomparator (2), Schleifenfilter (3) und spannungsgesteuertem Oszillator (4) gebildeten Phasenverriegelungsschaltung im breitbandi gen Zustand des Schleifenfilters (3) ist, daß der Ausgang des Bandpaßfilters (10) mit einem Gleichrichter (11) und dessen Ausgang über einen Integrator (12) mit einer die Schwellenwertstufe bildenden Schmitt-Triggerschaltung (13) verbunden ist, die zwei Schwellenwerte (V _H, V _L) unter schiedlicher Höhe aufweist und deren Ausgang die Bandbrei te des Schleifenfilters (3) beeinflußt.