JPH099285A - 自動位相調整回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 簡単な回路構成で自動位相調整を可能とする
自動位相調整回路を提供する。 【構成】 入力信号１０を位相シフト回路１１に入力
し、位相シフト回路１１の出力より位相シフトされた信
号を、可変遅延回路１２を介して出力信号１３を得る。
出力信号１３を位相検出回路１５で基準位相信号１４と
位相比較し、位相誤差信号１６を得る。ループフィルタ
１７を介して位相誤差信号１６に積分を行い、制御信号
１８を得る。制御信号１８は、可変遅延回路１２を制御
する。ループフィルタ１７の出力信号からダイナミック
レンジ検出回路１９でループフィルタ１７の出力信号の
ダイナミックレンジを検出し、検出信号から位相シフト
制御信号２０を出力して位相シフト回路１１の位相シフ
ト動作を制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、映像信号の位相を基
準位相信号に自動的に合わせる自動位相調整回路に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来の位相管理のための自動位相調整回
路について、図１９を用い説明する。この回路は、入力
信号を周波数変換回路で周波数変換する際に位相シフト
を行い、位相シフトした信号基準位相信号と位相比較す
ることで位相誤差信号を得て、位相誤差信号をループフ
ィルタで積分し制御信号としてＶＣＯを駆動して、前記
周波数変換回路のキャリア信号とするものである。

【０００３】図１９において、入力信号１９０を周波数
変換回路１９１で周波数変換する。ここでは発振回路１
９２で固定発振された高域変換キャリア信号１９３を用
いて、周波数変換回路１９１で入力信号１９０を高域に
変換する。高域に変換された信号１９４を、次段の周波
数変換回路１９５により再び元の周波数に戻すよう低域
周波数変換を行う。低域変換キャリア信号は後述するＶ
ＣＯの出力信号から作成する。このキャリア信号を用い
て周波数変換回路１９５で出力信号１９６を得る。出力
信号１９６を基準位相信号１９７と位相検出回路１９８
で位相検波し、位相誤差信号を得る。得られた位相誤差
信号は、ループフィルタ１９９で積分してＶＣＯ２００
の制御信号とする。以上で周波数制御ループが完結し、
出力信号１９６の周波数と位相と両方が正しく基準位相
信号と同期する。

【０００４】図１９の動作について、図１９の各部での
周波数領域を示した図２０（ａ）〜（ｃ）を用いてさら
に説明する。（ａ）は高域周波数変換について説明する
もので、入力信号は、ＤＣから高域周波数成分まで帯域
を有する信号として表示している。高域周波数変換キャ
リアは発振回路１９２の出力１９３である。一端キャリ
ア周波数帯域まで高域周波数変換したのが（ｂ）であ
る。これをＶＣＯ２００の出力信号の周波数変換キャリ
アで再度低域に周波数変換する。この結果得られた信号
を（ｃ）に示す。低域周波数変換キャリア信号も記入し
てある、入力信号１９０に対して位相をシフトし、基準
位相信号の位相と一致したものとする。

【０００５】以上について数式を用い説明すると、入力
信号をｉ（ｔ）、出力信号をｏ（ｔ）、変換キャリア周
波数をｆｃとすると、 O(t)＝i(t)・sin (2πfct)・sin (2πfct-θ) … （１） である。ここで、sin の第１項は高域変換キャリアで、
第２項は低域変換キャリアである。低域変換キャリアは
ループ制御されθ分の位相差を持っている。従って、
（１）式は、 O(t)＝i(t)・(-1/2)[cos (4 πfct-θ)-cos(θ)] … （２） となり、低域周波数をフィルタで取り出せば、位相シフ
トした信号を得ることができる。

【０００６】この回路をデジタル信号処理で構成した場
合は、周波数変換回路は乗算回路と帯域制限フィルタで
構成することになる。乗算回路およびフィルタはデジタ
ルで構成した場合は回路規模が大きくなる。また高域周
波数変換の場合は、使用するマスタクロックも十分高く
なければならないという条件がある。例えば、映像信号
がＤＣ〜４ＭＨｚの帯域を持つ場合は変換キャリアは１
５ＭＨｚ以上であることが望ましく、このキャリアをデ
ジタル信号で発生するには４倍程度のマスタクロックが
必要である。

【０００７】従って、６０ＭＨｚ程度のマスタクロック
が必要である。フィルタ回路はマスタクロックが大きく
なるにしたがってフィルタを構成するフリップフロップ
数が多くなる。上記したように図１９をこのままデジタ
ル化して回路構成するには、回路規模が大きくなる。更
に、デジタル回路でＶＣＯを構成するには、一般にカウ
ンタと正弦波データを格納したＲＯＭが必要になる。Ｒ
ＯＭデータもスプリアスを低減するためには１０ビット
以上も必要となり、これも回路規模を大きくする要因で
ある。要するに、図１９をデジタル回路で構成すること
は、回路規模が大きくなりすぎて得策ではない。

【０００８】そこで、周波数変換回路を用いた位相シフ
ト回路ではなく、回路規模の少なくするために可変遅延
回路を用いて、自動位相調整回路を実現することが考え
られる。

【０００９】図２１は、可変遅延回路を用いた回路構成
例である。入力信号２１１を可変遅延回路２１２で遅延
して出力信号２１３を得る。可変遅延回路２１２出力信
号を位相検出回路２１４で基準位相信号２１５と位相比
較して位相誤差信号２１６を出力する。位相誤差信号２
１６をループフィルタ（積分回路）２１７で積分し、帯
域制限した制御信号２１８を得る。制御信号２１８で可
変遅延回路２１２を制御してループをかける。この場
合、基準位相信号２１５と入力信号１との位相誤差分に
相当する位相値に、ループフィルタ２１７より出力され
る制御信号２１８が近づくようにループの負帰還がかか
り、ループが収束する。

【００１０】図２２は、ループフィルタ２１７の一般的
回路構成例である。入力として位相誤差信号２１６を加
算回路２１９に入力する。加算回路２１９の出力は、フ
リップフロップ２２０のクロックＣＫのタイミングでデ
ータを保持する。フリップフロップ２２０出力が制御信
号２１８であるが、この制御信号２１８を前述の加算回
路２１９に入力して積分動作を行う。

【００１１】図２３に、図２２のループフィルタの特性
図を示す。入力信号（位相誤差信号）と出力信号（制御
信号）とは線形の関係である。

【００１２】ただし、この場合、可変遅延回路２１２と
ループフィルタ２１７は無限のダイナミックレンジが必
要となる。なぜなら、出力信号２１３を常に位相基準信
号２１５と位相を一致するようにループが働くため、位
相検出回路２１４出力の位相誤差信号２１６が零にな
る。制御信号２１８は入力信号１の位相と基準位相信号
２１５の位相の差分の値となる。入力信号位相が±１８
０度の範囲内であれば問題ないが、±１８０度の制限が
ない場合は無限大のダイナミックレンジがループフィル
タ２１７および可変遅延回路２１２に必要となる。

【００１３】そこで、図２１のループフィルタに飽和特
性をもたせた場合を考える。ここでは、基準位相信号の
１周期分に飽和させた場合を例に説明する。図２４はル
ープフィルタの飽和特性例である。入力レベルが１８０
度以上では出力レベルを１８０度で置き換え、入力レベ
ルが−１８０度では出力レベルを−１８０度で置き換え
ることで、図２４の特性をもたせることができる。

【００１４】図２５は、飽和特性をもたせたループフィ
ルタの構成例である。図２２と同じ番号は同一機能の回
路構成ブロックである。位相誤差信号２１６を加算する
加算回路２１９の出力を飽和検出回路２２２に入力す
る。飽和検出時には、飽和回路２２３で飽和処理を行
う。飽和特性は図２４の特性とする。以下フリップフロ
ップ２２０で信号を保持して制御信号２１８を得る。図
２５のループフィルタを用いた回路構成では、下記に示
す問題が生ずる。

【００１５】これを図２６を用いて説明する。図中Ｐｉ
ｎは入力信号２１１の位相を示し、Ｐｏｕｔは出力信号
２１３の位相を示す。また、Ｐｄｅｔは位相誤差信号２
１６であり、Ｐｅは制御信号２１８である。基準位相信
号は０度固定で説明する。入力信号位相Ｐｉｎが９０度
づつ増加する場合を例に取って説明している。

【００１６】まず、０度の場合Ｐｄｅｔが０度で収束し
ている。Ｐｉｎが９０度になると（横軸５００の点）位
相誤差信号Ｐｄｅｔは９０度となりループが収束動作を
開始し、Ｐｅが９０度になってループは収束する。この
ときＰｏｕｔは０度である。次にＰｉｎが１８０度にな
ると同じようにループは収束してＰｏｕｔは０度とな
る。更に入力位相が９０度増え２７０度になった場合
（横軸１．５Ｋの点）は、ループフィルタは１８０度で
飽和しており、更に９０度分正方向に値を持つことがで
きない。Ｐｏｕｔは本来０度となるべきだが、飽和のた
め９０度でとどまりループ制御ができなくなっている。
更に９０度入力位相が増えると、位相検出回路の出力が
負の値となりループが逆極性に収束動作するため、正し
く収束する。以下、入力位相が３６０度単位ごとに同様
の動作を繰り返す。飽和によりループ制御が正しく動作
しない場合がでてくる。今、入力位相が正方向に増える
場合を説明したが、負方向の場合も同じくループフィル
タの飽和よりループ制御が正しく動作しない場合がでて
くる。

【００１７】

【発明が解決しようとする課題】上記したように、従来
の自動位相調整回路をデジタル回路で構成した場合、周
波数変換と行うことによりマスタクロックが非常に高く
なること、乗算回路はデジタル回路では規模が大きいこ
と、フィルタ自体もマスタクロックが高いと規模が大き
いこと、ＶＣＯもデジタル回路で構成するとＲＯＭ等の
回路規模を増大する要因が増えること等から回路規模が
大きくなるという問題があった。また、可変遅延回路を
用いて自動位相調整回路を実現したとしても、ループフ
ィルタの飽和よりループ制御が正しく動作しない場合が
あった。

【００１８】この発明は、簡単な回路構成で同じ回路動
作を実現する自動位相調整回路を提供する。

【００１９】

【課題を解決するための手段】上記した課題を解決する
ために、この発明では、 １）ループフィルタおよび可変遅延回路のダイナミック
レンジを基準位相信号の１周期とし、ループフィルタ出
力に飽和検出回路を設け、飽和検出時に可変遅延回路入
力信号を１８０度位相シフトする位相シフト回路とそれ
を制御する信号を生成するダイナミックレンジ検出回路
を設け、位相シフトした信号を位相検出回路に入力する
ことでループの飽和を防止する。 ２）ループフィルタおよび可変遅延回路のダイナミック
レンジを基準位相信号の１周期とし、ループフィルタ出
力に飽和検出回路を設け、飽和検出時に可変遅延回路出
力信号を１８０度位相シフトする位相シフト回路とそれ
を制御する信号を生成するダイナミックレンジ検出回路
を設け、位相シフトした信号を位相検出回路に入力する
ことでループの飽和を防止する。 ３）ループフィルタおよび可変遅延回路のダイナミック
レンジを基準位相信号の１周期とし、ループフィルタ出
力に飽和検出回路を設け、飽和検出時に基準位相信号を
１８０度位相シフトする位相シフト回路と、ループ外に
おいて可変遅延回路出力信号を同じ位相値だけ位相シフ
トする別の位相シフト回路と、それら２つの位相シフト
回路を制御する信号を生成するダイナミックレンジ検出
回路を設けることでループの飽和を防止する。 ４）ループフィルタのダイナミックレンジを基準位相信
号の１周期とし、可変遅延回路のダイナミックレンジを
１．５周期として、ループフィルタ出力に飽和検出回路
を設け、飽和検出時にダイナミックレンジ検出回路出力
の制御信号と、上述のループフィルタ出力信号と加えあ
わせて、可変遅延回路の制御信号として位相検出回路の
入力信号位相をシフトさせループの飽和を防止する。 ５）ループフィルタおよび可変遅延回路のダイナミック
レンジを基準位相信号の１．５周期とし、ループフィル
タ出力に飽和検出回路を設け、飽和検出時にループフィ
ルタ出力をダイナミックレンジ中央値にリセットしルー
プの飽和を防止する。

【００２０】

【作用】上記した手段により、乗算回路やフィルタやＶ
ＣＯに使用するＲＯＭ等の回路規模を大きくする要因の
回路構成を使用することなく、可変遅延回路というデジ
タル回路で得意な回路規模の少ない回路を用いることが
可能となる。また、単純に位相シフト回路を可変遅延回
路に置き換えた場合に生ずるダイナミックレンジが無限
大必要であるという問題も、ループフィルタ出力信号の
飽和検出を行い、それぞれの飽和検出回避策を実施する
ことで、位相検出回路入力信号を常にループフィルタが
飽和しないように極性を含めた回避制御が可能となり、
ループフィルタ出力値がダイナミックレンジ端の近傍に
あっても正常動作に戻すことが可能となる。

【００２１】

【実施例】以下、この発明の実施例について図面ととも
に詳細に説明する。図１はこの発明の第１の実施例を説
明するための回路構成図である。入力信号１０を位相シ
フト回路１１に入力し、位相シフト回路１１の出力より
位相シフトされた信号を、可変遅延回路１２を介して出
力信号１３を得る。出力信号１３を位相検出回路１５で
基準位相信号１４と位相比較し、位相誤差信号１６を得
る。ループフィルタ１７を介してこの位相誤差信号１６
に積分を行い、制御信号１８を得る。制御信号１８は、
可変遅延回路１２を制御する。一方、ループフィルタ１
７の出力信号からダイナミックレンジ検出回路１９でル
ープフィルタ１７の出力信号のダイナミックレンジを検
出し、検出信号から位相シフト制御信号２０を出力して
位相シフト回路１１の位相シフト動作を制御する。

【００２２】図１の回路の動作について図２を用いて説
明する。図２を図２６と比べて説明する。横軸０．０か
ら１．５Ｋまでは同じ動作であり、正しくループ制御が
行える。横軸１．５Ｋ点で入力位相が２７０度になった
場合、ループフィルタ１７の出力は、所定のダイナミッ
クレンジ１８０度を越えることになる。ダイナミックレ
ンジ検出回路１９ではこれを検出し、位相シフト制御信
号２０を出力して位相シフト回路１１を動作させ１８０
度位相シフトする。その結果、位相検出回路１５出力
は、正の検出値から負の検出値になる。負の位相誤差信
号１６が得られるためループ制御は、ループフィルタ１
７の出力値を負側に動作させるため正しくループ制御が
かかる。同様に、横軸３．５Ｋの点でも正しく動作する
ことが図２からわかる。

【００２３】図３はこの発明の第２の実施例を説明する
ための回路構成図である。この実施例と図１の実施例と
の構成の違いは、位相シフト回路１１と可変遅延回路１
２との接続順だけである。この実施例でも図１と同じく
正しい結果が得られる。

【００２４】以上、図１と図３の実施例について説明し
たが、以下、これら回路の構成ブロックの詳細構成例に
ついて説明する。まず、可変遅延回路１２の具体的回路
構成例を図４に示す。図４はクロック単位の可変遅延回
路１２の構成例でフリップフロップを４つ用いた場合で
ある。フリップフロップの個数は幾つでもよく位相±１
８０度に対応する分以上あればよい。入力信号４１はフ
リップフロップ４２からフリップフロップ４５で構成し
た遅延回路に入力して信号遅延をする。フリップフロッ
プ４２〜４５はクロックＣＫで駆動されている。フリッ
プフロップ４２〜４５の出力を選択回路４７を用い、制
御信号４８で信号を選択し出力信号４９を得て、可変遅
延回路１２の動作が可能となる。

【００２５】図５は可変遅延回路１２の別な構成例を示
している。この回路構成は一般にトランスバーサルフィ
ルタとして知られた回路構成である。入力信号５０をフ
リップフロップ５１〜５５の複数個のフリップフロップ
で構成した遅延回路に入力する。なお、各フリップフロ
ップのクロックは図示していない。フリップフロップ５
１〜５５の出力には、係数回路５６〜６１が接続されて
いる。制御信号６２により係数回路５６〜６１がそれぞ
れの重み付け信号をフリップフロップ５１〜５５の出力
信号にそれぞれ掛ける。係数回路５６〜６１の出力を加
算回路６３で加算して出力信号６４を得る。

【００２６】ここで、係数回路５６〜６１には、ＦＩＲ
フィルタのタップ係数を入れることでいかなる特性のフ
ィルタも実現することができる。例えば、振幅特性を平
坦にして位相特性を変え、群遅延時間の異なる特性を得
ることが可能である。このトランスバーサルフィルタを
用いると、クロック単位以下の可変遅延時間を得ること
が可能となる。

【００２７】図４、図５において、可変遅延回路の構成
例を説明したが、他の構成であってもよいことはいうま
でもない。また、図４と図５の回路両方を使用して、可
変遅延回路を構成してもよい。この場合、クロック単位
の遅延を図４の構成で行い、微小遅延を図５の構成で行
えば、回路構成上規模の少ない可変遅延回路が構成でき
る。また、位相シフト回路１１も同じく図４、図５の回
路構成で実現できる。

【００２８】図６は位相検出回路１５の特性例を示す。
この位相検出は乗算回路を用いた一般的な位相検出回路
特性である。入力位相が±９０度の範囲とそれ以外の範
囲で出力特性が異なり、三角形の検出特性となる。乗算
回路の構成によっては、センターが９０度の場合もあ
る。

【００２９】図７は、位相検出回路１５の構成例であ
る。基準位相信号７０と入力信号７１を乗算回路７２で
乗算して出力７３を得る。この出力７３は、図６の特性
となる。ここでは、乗算回路７２と組み合わせて検出回
路７５を使用した例である。検出回路７５は、入力信号
が基準位相信号に対して±９０度以上であることを検出
し、検出信号７６を出力する。検出信号７６により乗算
回路出力７３を飽和回路７４で飽和させた出力信号７７
を得る。図８に、図７の構成の位相検出回路１５の特性
を示す。図８では図６の特性に比して、±９０度以上の
範囲で一定出力が得られる。

【００３０】次に図９を用い、ダイナミックレンジ検出
回路１９の構成例について説明する。ループフィルタ１
７の出力信号９０を入力し、飽和検出回路９１を用いて
飽和検出信号９２を得る。この飽和検出信号９２は、例
えば飽和時にのみＨレベルを出力するようにする。飽和
検出信号９２を２分周回路９３で分周した信号９４を得
る。信号９４によって選択回路９５を制御し、選択回路
出力９６を前述の位相シフト制御信号とする。ここで例
えば、信号９４がＨレベル時に位相シフト制御信号を１
８０度とし、Ｌレベル時は零とする。

【００３１】また、ループフィルタ１７の構成例は、図
２３で説明した通りである。また、図２６で説明した飽
和回路を持つループフィルタを用いてもよい。

【００３２】次に、図１０の回路構成図を用い、この発
明の第３の実施例について説明する。入力信号１００
は、可変遅延回路１０１で遅延し遅延出力１０２を得
る。遅延出力１０２と基準位相信号を位相検出回路１０
７で位相検波し、位相誤差信号１０８を得る。位相誤差
信号１０８をループフィルタ１０９で積分して制御信号
１１０を得る。ここまでは、いままで説明してきた回路
とほぼ同様の回路構成である。一方、ループフィルタ１
０９の出力信号を入力してダイナミックレンジ検出回路
１１１で位相シフト制御信号１１２を生成する。この位
相シフト制御信号１１２を用いて、基準位相信号１０５
を位相シフト回路１０６で位相シフトして位相検出回路
１０７へ入力する。同じくこの位相シフト制御信号１１
２を用いて、可変遅延回路１０１の出力１０２を位相シ
フト回路１０３を用いて基準位相信号の位相シフト値と
同じだけ位相シフトし、最終出力信号１０４を得る。

【００３３】このように、基準位相信号を位相シフトす
ることによっても、ループの飽和を防ぐことが可能であ
る。この場合は、基準位相信号を１８０度シフトすれば
よい。ただし、出力信号もあわせて１８０度位相シフト
する必要があるため、上述の回路構成とした。位相シフ
ト回路１０３、１０６は図４や図５の回路構成で実現で
きる。

【００３４】図１１に、この発明の第４の実施例を示
す。入力信号１１００を可変遅延回路１１０１で遅延
し、出力信号１１０２を得る。出力信号１１０２と基準
位相信号１１０３と位相検出回路１１０４で位相比較
し、位相誤差信号１１０５を得る。位相誤差信号１１０
５をループフィルタ１１０６で積分して、制御信号１１
０７を得る。一方、ループフィルタ出力からダイナミッ
クレンジ検出回路１１０８を用いて、位相シフト制御信
号１１０９を得る。この制御信号１１０７と位相シフト
制御信号１１０９を加算回路１１１０で加算して新しい
制御信号１１１１を得る。この新たな制御信号１１１１
で前述の可変遅延回路１１０１を制御する。この可変遅
延回路１１０１は、基準位相信号の１周期以上必要であ
り、最低１．５周期以上あれば問題がない。

【００３５】なお、図１０、図１１で説明した第３、第
４の実施例の各回路構成ブロックの具体的な構成は、こ
れまで説明してきた回路ブロックでよい。

【００３６】この発明の第１〜第４の実施例において、
ダイナミックレンジ検出回路は図９の回路構成で今まで
は説明してきた。図９の回路構成を使用すると飽和検出
した瞬間に位相シフトが発生する動作となる。この回路
を映像信号等に用いた場合は、スキューとなる。スキュ
ーが発生した場合ＴＶ受信機では水平方向に同期がずれ
る。一瞬ではあるが、このスキューを許容できない場合
は、図９のダイナミックレンジ検出回路の代わりに、図
１２のダイナミックレンジ検出回路構成例２を使用する
とよい。飽和検出時に瞬時に位相シフトせず、所定時間
かけて位相シフトを微少量ずつ行いスキューによるＴＶ
画面上の水平ガタを目だたなくするという考え方であ
る。

【００３７】図１２では、入力信号であるループフィル
タ出力信号１２０は飽和検出回路１２１で飽和時検出を
行い飽和検出信号１２２を得る。飽和検出信号１２２を
用いて、飽和検出時から所定時間を計数回路１２３で生
成する。計数回路１２３から得られた所定時間を示す信
号１２４を用いて、選択回路１２５で所定微少値を選択
する。選択された所定微少値は加算回路１２６とフリッ
プフロップ１２７で構成する積分回路で所定時間積分し
て位相シフト制御信号１３６を得る。なおフリップフロ
ップ１２７のクロックは計数回路からクロック１２８と
して出力する。所定時間微少値を積分して位相シフト制
御信号が１８０度になったら信号１２４を用いて選択回
路１２５を制御し零を選択する。零が選択された場合
は、積分回路の入力が零であるため位相シフト制御信号
１２９は１８０度をホールドする。次の飽和検出時に
は、信号１２４で選択回路１２５が負の微少値を選択す
る。積分回路は入力信号が負となるため、位相シフト制
御信号１２９は１８０度からゆっくりと零へ値を減少さ
せることができる。所定時間後、位相シフト制御信号が
零になったら、信号１２４で選択回路１２５出力が零を
選択し積分回路は零をホールドする。

【００３８】このように、位相シフトを例えば数秒から
十数秒かけて行えば、１回の回路動作によるスキュー量
を小さく抑えることができ、ＴＶ画面上の同期乱れをな
くすことが可能となる。

【００３９】次に図１３の回路構成図を用い、この発明
の第５の実施例について説明する。入力信号１３１は可
変遅延回路１３２に入力し、可変遅延回路１３２出力を
出力信号１３３とする。この出力信号１３３と基準位相
信号１３５を位相検出回路１３４で位相比較し、位相誤
差信号１３６を出力する。位相誤差信号１３６はループ
フィルタ１３７内の加算回路１３８に入力する。加算回
路１３８の出力をモジュロ回路１３９でモジュロをと
り、このモジュロ回路１３９の出力をフリップフロップ
１４０で保持し、これを制御信号１４１として出力す
る。このフリップフロップ１４０の出力を加算回路１３
８に戻し加算する。制御信号１４１をもって可変遅延回
路１３２を制御し、ループが完結する。モジュロ回路１
３９は、モジュロ数が２のべき乗であれば、特別にゲー
トを使った回路が必要とはならない。加算回路１３８の
出力が有限ビット数であれば、２のべき乗の図１４に示
すモジュロ動作が得られるからである。従って、ループ
フィルタ１３７のダイナミックレンジは、基準位相信号
の１周期あればよく、ダイナミックレンジ端の値を１８
０°，−１８０°として設計するとよい。

【００４０】図１５はこの発明の第６の実施例を説明す
るための回路構成図である。この回路は今まで述べてき
た構成と異なり、ループフィルタの出力が可変遅延回路
のダイナミックレンジを越えることを検出し、検出時に
ループフィルタの出力を強制的にダイナミックレンジ中
央値にリセットするものである。従って、可変遅延回路
は基準位相信号の１周期以上必要である。図２６から考
えると２７０°の位相時点でループフィルタの飽和特性
によるループの不具合が生じてくるので、可変遅延回路
の可変幅は基準位相信号の１．５周期以上あればよいこ
とになる。

【００４１】図１５に戻ってさらに説明する。入力信号
１５０は可変遅延回路１５１に入力し、可変遅延回路１
５１の出力を出力信号１５２とする。この出力信号１５
２と基準位相信号１５３を位相検出回路１５４で位相比
較し、位相誤差信号１５５を出力する。この位相誤差信
号１５５をループフィルタ１５６の加算回路１５７に入
力する。加算回路１５７の出力を飽和検出回路１５８で
飽和を検出し、この検出信号で選択回路１５９を制御す
る。選択回路１５９は、飽和検出時にはダイナミックレ
ンジ中央値に相当する値を選択し、それ以外では加算回
路１５７の出力値を選択する。選択回路１５９の出力
は、フリップフロップ１６０で保持し、出力するが、こ
の保持のタイミングはクロックＣＫで保持タイミングを
決める。フリップフロップ１６０からの出力が制御信号
１６１としてループフィルタ１５６から出力し、可変遅
延回路１５１を制御する。

【００４２】可変遅延回路１５１は、可変幅を基準位相
信号の１．５周期以上を持つことが条件となる。従っ
て、電源投入時等でフリップフロップ１６０の保持値が
ダイナミックレンジ端にあったとしても、一度は中央値
にリセットされてそこから安定点に移行するためループ
が正しく動作することになる。

【００４３】図１６はこのループフィルタ１５６から出
力される制御信号１６１の動作を説明した図である。初
期値から始まって、ダイナミックレンジの正の端点に進
んでいくが、ダイナミックレンジを越えることを検出
し、中央値にリセットする。ここから負側にループは安
定点を求めて動作し安定点に至る。以上のように、動作
して正しいループ動作が保証される。

【００４４】図１７はこの発明の第７の実施例を説明す
るための回路構成図である。図１７は、ループフィルタ
部分を書いたものである。可変遅延回路、位相検出回路
は図１５の実施例の構成と同様である。

【００４５】すなわち、入力信号１７１は、図１５の位
相誤差信号１５６である。入力信号１７１は選択回路１
７２に入力し、加算回路１７３より出力する。加算回路
１７３の出力は、飽和回路１７４を介して飽和検出回路
１７５にも入力する。飽和回路１７４の出力をフリップ
フロップ１７６でクロックＣＫのタイミングにて保持
し、出力信号である制御信号１７７となる。この制御信
号１７７は、図１５の可変遅延回路１５１を制御する。
一方、制御信号１７７を加算回路１７３へ戻し、積分回
路を構成する。

【００４６】飽和検出回路１７３が飽和を検出したとき
は、飽和検出回路１７３の出力タイミングから計数回路
１７８が動作を開始し、所定時間計数する。計数回路１
７８より出力される選択信号１７９は選択回路１７２を
制御して、飽和検出時から所定期間は正の微少所定値を
選択する。この所定値の極性は、ループフィルタ出力が
中央値へ移行する極性を選ぶ。所定時間後、ループフィ
ルタ出力が中央値になったら選択信号１７９は選択回路
１７２を切り換え、入力信号１７１を選択し、ループ制
御動作を再開する。

【００４７】図１８は、ループフィルタより出力される
制御信号１７７の動作を説明するための動作説明図であ
る。初期値からループ制御動作を開始するが、ダイナミ
ックレンジ端に至ると、飽和検出回路１７５が動作して
所定時間かけた中央値へのリセット動作期間となる。ダ
イナミックレンジ中央値へ移行した後、ループ制御動作
を再開し、安定点に至ることとなる。

【００４８】これまで説明した各実施例を映像信号に用
いた場合、可変遅延回路および位相シフト回路の動作時
は必ずスキューが発生する。このスキュー値を少なくす
るために所定時間かけて位相シフト動作を実施するが、
映像信号の場合は垂直ブランキング期間に可変遅延回路
または位相シフト回路の動作を行うように設計すること
により更にＴＶ画面上でのスキューによる水平ガタの影
響を少なくすることが可能となる。これらは、ダイナミ
ックレンジ検出回路出力の位相シフト制御信号やループ
フィルタ出力の制御信号の出力タイミングを映像信号垂
直ブランキング期間にすることで実現できる。

【００４９】この発明の各実施例をＹ／Ｃ遅延調整回路
に用いるには、２つの自動位相調整回路をＹ用、Ｃ用に
用意して、それら２つの回路を同じ基準位相信号で制御
すればよい。この場合、Ｙ信号中にも基準位相信号と同
じ位相・周波数の信号を挿入しておく必要がある。ま
た、Ｃ信号も同様である。例えば基準位相信号に色副搬
送波を用いれば、Ｃ信号はカラーバースト信号を用いれ
ばよく、Ｙ信号は事前に特定期間色副搬送波と同じ信号
を挿入してやればよい。特別の場合として、ＥＤＴＶ−
２信号であれば、２２ライン、２８５ラインに識別信号
があらかじめ挿入されている。これは、色副搬送波で変
調された信号でありこれを使用することも可能である。

【００５０】

【発明の効果】以上説明したように、この発明の自動位
相調整回路によれば、デジタル回路により構成しても回
路規模を大きくすることなく自動位相調整回路を構成す
ることが可能となる。そのため、デジタルＩＣに内蔵が
可能となり産業界に寄与すること大である。また、可変
遅延回路を用いてもループフィルタのダイナミックレン
ジを非常に大きく取る必要がなく、基準位相信号の１周
期程度でよく、このことも回路規模を小さくすることが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の第１の実施例を説明するための回路
構成図。

【図２】図１の動作を説明するための動作説明図。

【図３】この発明の第２の実施例を説明するための回路
構成図。

【図４】この発明で用いる可変遅延回路の具体例を説明
するための回路構成図。

【図５】この発明で用いる可変遅延回路のもう一つの具
体例を説明するための回路構成図。

【図６】この発明で用いる位相検出回路の特性例を説明
するための特性図。

【図７】この発明で用いる検出回路の具体例を説明する
ための回路構成図。

【図８】図７の検出回路の特性図。

【図９】この発明で用いるダイナミックレンジ検出回路
の具体例を説明するための回路構成図。

【図１０】この発明の第３の実施例を説明するための回
路構成図。

【図１１】この発明の第４の実施例を説明するための回
路構成図。

【図１２】この発明に用いるダイナミックレンジ検出回
路をより具体的に説明するための回路構成図。

【図１３】この発明の第５の実施例を説明するための回
路構成図。

【図１４】図１３のループフィルタのモジョロ動作を説
明するための動作説明図。

【図１５】この発明の第６の実施例を説明するための回
路構成図。

【図１６】図１５の動作を説明するための動作説明図。

【図１７】この発明の第７の実施例を説明するための回
路構成図。

【図１８】図１７の動作を説明するための動作説明図。

【図１９】従来の自動位相調整回路を説明するための回
路構成図。

【図２０】周波数変換を用いた位相シフト回路の動作を
説明をするための動作説明図。

【図２１】可変遅延回路を用いたもう一つの従来の自動
位相調整回路を説明するための回路構成図。

【図２２】図２１に用いるループフィルタの回路構成
図。

【図２３】図２１のループフィルタの特性図。

【図２４】図２１のループフィルタの飽和特性図。

【図２５】飽和特性を持たせたループフィルタの回路構
成図。

【図２６】飽和特性を持つループフィルタを用いた場合
の自動位相調整回路の動作を説明するための動作説明
図。

【符号の説明】

１０，１０１，１１００，１３１，１５０，１７１…入
力信号、１１，１０３，１０６…位相シフト回路、１
２，１０１，１１０１，１３２，１５１…可変遅延回
路、１３，１０４，１１０２，１３３，１５２…出力信
号、１４，１０５，１１０３，１３５，１５３…基準位
相信号、１５，１０７，１１０４，１３４，１５４…位
相検出回路、１６，１０８，１１０５，１３６，１５５
…位相誤差信号、１７，１０９，１１０６，１３７，１
５６…ループフィルタ、１８，１１０，１１０７，１１
１１，１４１，１６１，１７７…制御信号、１９，１１
１，１１０８…ダイナミックレンジ検出回路、２０，１
１２，１１０９…位相シフト制御信号、１１１０，１３
８，１５７，１７３…加算回路、１３９…モジョロ回
路、１４０，１６０，１７６…フリップフロップ、１５
８，１７５…飽和検出回路、１５９，１７２…選択回
路、１７４…飽和回路、１７８…計数回路、１７９…選
択信号。

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 入力信号の位相を基準位相信号に位相同
   期する自動位相調整回路において、 前記入力信号を可変遅延回路に入力し、該可変遅延回路
   の出力を位相検出回路で基準位相信号と位相比較して位
   相誤差信号を得る手段と、 前記位相誤差信号をループフィルタに入力し、該ループ
   フィルタの出力信号を前記可変遅延回路の遅延量を制御
   する制御信号とする手段と、 前記ループフィルタの出力信号がダイナミックレンジを
   越えることを検出したとき、前記可変遅延回路に入力す
   る入力信号の位相をシフトする手段とからなることを特
   徴とする自動位相調整回路。
2. 【請求項２】 入力信号の位相を基準位相信号に位相同
   期する自動位相調整回路において、 前記入力信号を可変遅延回路に入力し、該可変遅延回路
   の出力信号を位相検出回路で基準位相信号と位相比較し
   位相誤差信号を得る手段と、 前記位相誤差信号をループフィルタに入力し、該ループ
   フィルタの出力信号を前記可変遅延回路の遅延量を制御
   する制御信号とする手段と、 前記ループフィルタの出力信号がダイナミックレンジを
   越えることを検出したとき、前記可変遅延回路の出力信
   号を位相シフトして前記位相検出回路に入力する手段と
   からなることを特徴とする自動位相調整回路。
3. 【請求項３】 入力信号の位相を基準位相信号に位相同
   期する自動位相調整回路において、 前記入力信号を可変遅延回路に入力し、該可変遅延回路
   の出力信号を位相検出回路で基準位相信号と位相比較し
   位相誤差信号を得る手段と、 前記位相誤差信号をループフィルタに入力し、該ループ
   フィルタの出力信号を前記可変遅延回路の遅延量を制御
   する制御信号とする手段と、 前記ループフィルタの出力信号がダイナミックレンジを
   越えることを検出したとき、前記基準位相信号を位相シ
   フトするとともに、該基準位相信号を位相シフトした値
   だけ前記可変遅延回路の出力信号を位相シフトする手段
   とからなることを特徴とする自動位相調整回路。
4. 【請求項４】 入力信号の位相を基準位相信号に位相同
   期する自動位相調整回路において、 前記入力信号を可変遅延回路に入力し、該可変遅延回路
   の出力信号を位相検出回路で基準位相信号と位相比較し
   位相誤差信号を得る手段と、 前記位相誤差信号をループフィルタに入力し、該ループ
   フィルタの出力信号を前記可変遅延回路の制御信号とす
   る手段と、 前記ループフィルタの出力信号がダイナミックレンジを
   越えることを検出したとき、これに基づき新たな制御信
   号を生成し、該制御信号と前記ループフィルタの出力信
   号とにより生成した制御信号により前記可変遅延回路の
   出力信号を位相シフトする手段とからなることを特徴と
   する自動位相調整回路。
5. 【請求項５】 ループフィルタの出力信号がダイナミッ
   クレンジを越えることを検出した場合は、位相シフト制
   御信号により所定時間かけて位相制御を行うことを特徴
   とする請求項１〜４記載の自動位相調整回路。
6. 【請求項６】 入力信号の位相を基準位相信号に位相同
   期する自動位相調整回路において、 前記入力信号を可変遅延回路に入力し、該可変遅延回路
   の出力信号を位相検出回路で基準位相信号と位相比較し
   位相誤差信号を得る手段と、 前記位相誤差信号を、モジュロ動作するループフィルタ
   に入力し、該モジュロ動作のループフィルタ出力を制御
   信号として前記可変遅延回路を制御する手段とからなる
   ことを特徴とした自動位相調整回路。
7. 【請求項７】 入力信号の位相を基準位相信号に位相同
   期する自動位相調整回路において、 前記入力信号を可変遅延回路に入力し、該可変遅延回路
   の出力信号を位相検出回路で基準位相信号と位相比較し
   位相誤差信号を得る手段と、 前記位相誤差信号をループフィルタに入力し、該ループ
   フィルタの出力を前記可変遅延回路の制御信号とする手
   段と、 前記ループフィルタの出力信号を飽和検出回路に入力
   し、前記ループフィルタの出力信号がダイナミックレン
   ジを越えることを前記飽和検出回路が検出したときは、
   前記ループフィルタの出力を該ループフィルタのダイナ
   ミックレンジの中央値にリセットする手段とからなるこ
   とを特徴とする自動位相調整回路。
8. 【請求項８】 ダイナミックレンジの中央値へリセット
   するリセット動作は、所定時間の後に行うことを特徴と
   する請求項７記載の自動位相調整回路。
9. 【請求項９】 可変遅延回路のダイナミックレンジは、
   基準位相信号のほぼ１周期としてなることを特徴とする
   請求項１〜５のいずれかに記載の自動位相調整回路。
10. 【請求項１０】 可変遅延回路のダイナミックレンジ
    は、基準位相信号の１．５周期以上としてなることを特
    徴とする請求項６〜８のいずれかに記載の自動位相調整
    回路。
11. 【請求項１１】 可変遅延回路または位相シフト回路の
    動作は、入力映像信号の垂直ブランキング期間に行うこ
    とを特徴とする請求項１〜１０のいずれかに記載の自動
    位相調整回路。