專利名稱:彩色信號處理裝置的制作方法
發(fā)明所屬的技術(shù)范疇本發(fā)明是與對電視信號中的彩色載波信號進行頻率變換的彩色處理裝置，特別是對彩色載波信號進行頻率變換并記錄再生的磁帶錄象機之彩色信號處理裝置有關(guān)的技術(shù)，以下，以磁帶錄象機的彩色信號處理裝置為例加以說明。
以往的技術(shù)在簡易磁帶錄象機上，把電視信號分離為亮度信號和彩色載波信號CH(載波頻率為fCH)，將亮度信號作為成調(diào)頻信號，將彩色載波信號CH頻率變換到比調(diào)頻信號頻率低的頻率(約700赫芝)上，得到彩色載波信號CL(載波頻率為fCL)，將兩信號混合記錄。再生時，從再生信號中分離調(diào)頻信號和彩色載波信號CL，將調(diào)頻信號解調(diào)，得到亮度信號，將彩色載波信號CL頻率變換，得到彩色載波信號CH，兩信號相加，再生為電視信號。
圖1是表示以往的彩色信號處理裝置之結(jié)構(gòu)圖。(a)表示記錄系統(tǒng)，(b)表示再生系統(tǒng)。在圖1中，1是彩色載波信號CH的輸入端子;2是從記錄的亮度信號中分離出來的行同步信號之輸入端子;3為自動相位調(diào)整器;4為自動頻率控制器;5和6為頻率變換器;7是彩色載波信號CL之輸出端子;8是再生后的彩色載波信號CL之輸入端子;9是從再生后的亮度信號中分離出來的行同步信號之輸入端子;10為頻率變換器;11為自動相位調(diào)整器;12為再生后的彩色載波信號CH之輸出端子。
下面對以上這種結(jié)構(gòu)的以往的彩色信號處理裝置之動作加以說明。
在記錄時，自動相位調(diào)整器3作為鎖相環(huán)的一種，輸出與從端子1輸入的彩色載波信號CH之脈沖串相位同步的頻率為fCH的振幅信號。自動頻率控制器4也是鎖相環(huán)的一種，它輸出的振幅信號頻率與從端子2輸入的行同步信號之頻率fH成正比，其頻率為KfH＝fCL(fCL用比式定義，K是以整數(shù)比表示的一定值，例如，在3/4英寸的盒式磁帶錄象機上，K＝433/4。)。頻率變換器5將自動相位調(diào)整器3以及自動頻率控制器4輸出的頻率為fCH、fCL的兩個振幅信號作為輸入，輸出頻率為(fCH+fCL)或(fCH-fCL)的振幅信號，即頻率變換信號。頻率變換器6根據(jù)頻率變換信號，將從端子輸入的彩色載波信號CH載波頻率從fCH變換為fCL，得到彩色載波信號CL，從端子7上輸出。通過自動相位調(diào)整以及自動頻率控制，即使在進行磁帶復(fù)制等的情況下，仍能使變換彩色載波信號的載波頻率fCL正確地等于KfH。
下面再對再生的動作加以說明。由于再生信號存在時間軸變動，因而，從端子9輸入的行同步信號之頻率為(fH+△fH)，即具有變動成份△fH，這樣，自動頻率控制器4追隨于行同步信號之頻率變化，輸出頻率為K(fH+△fH)的振幅信號。頻率變換器5將從自動相位調(diào)整器11輸出的頻率為fCH的振幅信號以及從自動頻率控制器4輸出的振幅信號作為其輸入，輸出頻率為(K(fH+△fCH)+fCH)的振幅信號，即頻率變換信號。由于從端子8輸入的彩色載波信號CL也存在時間軸變動，因而載波頻率表現(xiàn)為(fCL+△fCL)。在此，根據(jù)時間軸變動的性質(zhì)，使(△fH/fH)＝(△fCL/fCL)的關(guān)系式成立，由于fCL＝KfH，因此，頻率變換信號之頻率成為(f(fCH+fCL+△fCL)。這樣，頻率變換器10根據(jù)頻率變換信號以及從端子8輸入的彩色載波信號CL之載波頻率(fCL+△fCL)，得到去除了頻率變動成份的頻率為fCH的彩色載波信號，從端子12上輸出。自動相位調(diào)整器10將內(nèi)部固有的頻率為fCH的振幅信號與來自頻率變換器6的彩色載波信號CH中的脈沖串信號進行相位比較，經(jīng)過其自動調(diào)整的動作，使彩色載波信號的殘留相位誤差減小。
在以上這種以往的彩色信號處理裝置上，通過以頻率為fCH的振幅信號以及頻率為fCL的振幅信號作為其輸入的頻率變換器5，得到頻率差不多為(fCH+fCL)或者(fCH-fCL)的振幅信號。
但是，由于它需要兩個內(nèi)部具有難于集成電路化的濾波器之頻率變換器，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，因此存在著裝置進一步小型化成本進一步下降均有困難這樣的問題。另一方面，此裝置也采用了易于集成電路化的數(shù)字信號處理技術(shù)，不再需要電容、電感之類的難于集成電路化的元件，試圖使裝置小型化、成本降低，但是，雖然采用了數(shù)字信號處理技術(shù)，其濾波器除特殊場合外，大多數(shù)還需要采用電路規(guī)模大的乘法器和加法器，因而，從電路規(guī)模這一點上看，也存在著難于集成電路化這樣的問題。
本發(fā)明的目的本發(fā)明的目的是為了解決以往存在的上述問題，在數(shù)字電路上，可采用電路元件數(shù)、電路規(guī)模綜合減少的結(jié)構(gòu)，提供一個與以往相比附加部件少、集成電路化、小型化、成本降低均有可能的，可進行彩色載波信號頻率變換的彩色信號處理裝置。另外，就性能上看，它能夠進行以往不容易實現(xiàn)的、可正確去除過高頻率上的頻率變動的頻率變換。
本發(fā)明的內(nèi)容本發(fā)明的彩色信號處理裝置是一種處理標(biāo)準(zhǔn)化、量化后的信號之裝置。在此彩色信號處理裝置上，備有第一頻率變換手段，此變換手段將第一彩色載波信號作為輸入，采用第一頻率變換信號，變換為載波角頻率與第二基準(zhǔn)角頻率實質(zhì)相等的第二彩色載波信號。此彩色信號處理裝置不象以往那樣，將在振幅信號區(qū)域上得到的，即包含誤差角頻率的振幅信號與基準(zhǔn)角頻率振幅信號相乘，用濾波器去除不需要成份，得到第一頻率變換信號，而是在角頻率信號或相位信號的區(qū)域上進行加減后，通過振幅信號變換，得到第一頻率變換信號。即，在自動相位調(diào)整電路上得到第一誤差角頻率信號，進行此第一誤差角頻率信號與第一基準(zhǔn)角頻率信號以及第二基準(zhǔn)角頻率信號的相加或相減運算，得到角頻率信號，將此角頻率信號積分，得到第一相位信號，將第一相位信號變換為振幅信號，而得到第一頻率變換信號。
在上述步驟中，也可以在將第一誤差角頻率信號、第一基準(zhǔn)角頻率信號以及第二基準(zhǔn)角頻率信號分別變換為相位信號后，再進行加減運算，兩種方法可得到相同的結(jié)果，這一點可根據(jù)積分定義而一目了然。在本發(fā)明中有一個不再事先申明的約定，即，所謂將角頻率區(qū)域上加減運算后的信號變換為相位信號也包含著將角頻率區(qū)域的信號變換為相位信號后再進行加減運算這樣的意思。
本發(fā)明的效果在本發(fā)明中，采用頻率變換信號，將第一彩色載波信號變換為其載波角頻率與第二基準(zhǔn)角頻率相等的第二彩色載波信號，變換器的標(biāo)準(zhǔn)化、量化信號同彩色信號處理裝置處理，在此處理裝置上，第一彩色載波信號所存在的相對基準(zhǔn)角頻率信號的載波頻率變動成份，即誤差角頻率信號可在自動相位調(diào)整電路上得到，通過在角頻率信號、相位信號的狀態(tài)下，將第一以及第二基準(zhǔn)角頻率信號、誤差角頻率信號以及用來給予作為彩色信號處理電路所必要的功能，性能的各種角頻率信號、相位信號進行加減運算，得到上述頻率變換信號，提供了一種變換過程簡單，用數(shù)字電路實現(xiàn)時的電路元件數(shù)、電路規(guī)模均減少的結(jié)構(gòu)。本發(fā)明就性能上看，第一彩色載波信號所具有的頻率變動在寬頻帶范圍內(nèi)增加，而對于低頻區(qū)域的變動，則能幾乎完全去除，因而，能進行正確的頻率變換。
附圖的簡單說明圖1是表示以往的彩色信號處理裝置結(jié)構(gòu)的方框圖。
圖2是表示本發(fā)明基本結(jié)構(gòu)的方框圖。
圖3是表示本發(fā)明的第一實例結(jié)構(gòu)之方框圖。
圖4是表示本發(fā)明的第二實例結(jié)構(gòu)之方框圖。
圖5是表示第一或第二基準(zhǔn)角頻率信號發(fā)生器為自動頻率控制電路時的結(jié)構(gòu)方框圖。
圖6是表示本發(fā)明的第三實例結(jié)構(gòu)之方框圖。
圖7是表示本發(fā)明的第四實例結(jié)構(gòu)之方框圖。
圖8是表示本發(fā)明的第五實例結(jié)構(gòu)之方框圖。
發(fā)明的詳細說明本發(fā)明的實例是處理標(biāo)準(zhǔn)化、量化信號之裝置，用數(shù)字信號處理電路實現(xiàn)，以下所說的信號雖然與以往例子中所說的信號為同一名稱，但是全部指的是標(biāo)準(zhǔn)化、量化后的信號。本發(fā)明各實例中的輸入信號是將以往的彩色信號處理裝置的輸入信號進行模數(shù)變換而得到的信號。本發(fā)明各實例中的輸出信號是經(jīng)數(shù)模變換后而得到的與以往的彩色信號處理裝置相同的輸出信號。
在有關(guān)本發(fā)明實例的詳細說明之前，先講一下本發(fā)明的基本結(jié)構(gòu)及其動作。
圖2是表示本發(fā)明基本結(jié)構(gòu)的方框圖。圖2中，21是得到第一誤差角頻率信號的手段;22是得到第一角頻率信號的手段;23是第一基準(zhǔn)角頻率信號發(fā)生器;24是第二基準(zhǔn)角頻率信號發(fā)生器;25是加減運算器;26是積分器;27是乘法器;28是加法器;29是延遲電路;30是第一相位振幅變換器;31是第一彩色載波信號的輸入端子;32是頻率變換器;33是乘法器;34是濾波器;35是第二彩色載波信號的輸出端子。
下面將要說明以上這樣構(gòu)成的本發(fā)明基本結(jié)構(gòu)的彩色信號處理裝置之基本動作。由于本發(fā)明的裝置是與周期為T的時鐘脈沖同步動作的數(shù)字信號處理電路來實現(xiàn)的，因此，時間t可用t＝nT離散地表示(n為整數(shù))。信號全部可以作為t＝nT的函數(shù)來表示。可得到第一誤差角頻率信號的手段21輸出第一誤差角頻率信號△WE(nT)，它與第一彩色載波信號之載波角頻率信號WC1(nT)與第一基準(zhǔn)角頻率信號WR1]]>(nT)之差頻率△WC1(nT)幾乎相等，因而，它構(gòu)成了數(shù)字自動相位調(diào)整環(huán)的一部分。通過可得到第一角頻率信號的手段22，將第一基準(zhǔn)角頻率信號發(fā)生器23輸出的第一基準(zhǔn)角頻率信號WR1(nT)、第二基準(zhǔn)角頻率信號發(fā)生器24輸出的第二基準(zhǔn)角頻率信號WR2(nT)與第一誤差角頻率信號△WE(nT)相加或相減，得到第一角頻率信號W1(nT)。
用積分器26，將第一角頻率信號W1(nT)積分，成為第一相位信號Q1(nT)。在積分器26上，用乘法器27，將單位時間T與角頻率信號W1(nT)相乘，得到每單位時間的相位變化，將其作為加法器28的一個輸入，采用可將加法器28的輸出延遲時間T的延遲電路29，進行單位時間的延遲，作為加法器28的另一個輸入，以此構(gòu)成了積分器26，它的積分可用式∫W1(t)dt＝Σi = 0n - 1]]>W(it)·T＝Q1(nT)來表示。用相位振幅變換器30，將第一相位信號Q1(nT)變換為a1(nT)＝COS(Q1(nT))。相位振幅變換器30例如可用只讀存貯器來實現(xiàn)。在只讀存貯器上預(yù)先寫入數(shù)據(jù)，用第一相位信號Q1作為地址信號加到只讀存貯器上，其輸出數(shù)據(jù)為COSQ1。當(dāng)用以上方法進行歸納時，振幅信號a1(nT)可用下式表示(加減運算器25進行加法運算的場合)，即a1(nT)＝COS(Σi = 0n - 1]]>(WR1]]>(iT)+WR2]]>(iT)+△WE(iT))·T)…(1)在此，由于第一彩色載波信號的載波角頻率信號WC1]]>(nT)與第一基準(zhǔn)角頻率信號WR1]]>(nT)之差與第一誤差角頻率信號△WE(nT)幾乎相等，因此，下式成立，即WR1]]>(nT)+△WE(nT)
WC1]]>(nT)……(2)此外，由于第二彩色載波信號的載波角頻率WC2]]>(nT)與第二基準(zhǔn)角頻率WR2]]>(nT)實質(zhì)上相等，因此，下式成立，即WC2]]>(nT)
WR2]]>……(3)根據(jù)(2)、(3)式，(1)式可用下式表示a1(nT)
COS(Σi = 1n - 1( WC1( i T ) + WC2( i T ) )·T )]]> COS(∫( WC1( t ) + WC2( t ) d t )]]>……(4)它表示振幅信號a1(nT)即為第一頻率變換信號。頻率變換器32采用第一頻率變換信號，將第一彩色載波信號變換為第二彩色載波信號。即采用乘法器33，將作為振幅信號的第一彩色載波信號與第一頻率變換信號相乘，得到具有兩信號的載波角頻率之和以及差的載波角頻率(其任意一方均與第二彩色載波信號的載波角頻率相等)之振幅信號。用濾波器34(此濾波器為數(shù)字濾波器，其通常的中心角頻率為第二彩色載波信號的角頻率WC2]]>)分離第二彩色載波信號，通過端子35輸出。
采用以上這種結(jié)構(gòu)，能夠在角頻率區(qū)域內(nèi)進行加法或減法運算，得到與頻率變換信號的角頻率相等的角頻率信號，經(jīng)過積分得到相位信號，再進行相位振帽變換，即可直接得到將第一彩色載波信號變換為第二彩色載波信號所必要的頻率變換信號，因而，不需要以往那樣的用以得到頻率變換信號的頻率變換器(圖1中的頻率變換器5)。特別需要指出的是，頻率變換器內(nèi)部具有陡頻率特性的濾波器以及乘法器，因而其電路規(guī)模大，通過削減頻率變換器，能使彩色信號處理裝置的電路規(guī)模有效地削減。
再者，頻率變換信號的角頻率可以為第一彩式載波信號的載波角頻率與第二彩色載波信號的載波角頻率之和或者差的任意一種。在上述動作說明中，對于加減運算器25作加法運算動作的情況已作了說明，即得到具有二者之和角頻率的頻率變換信號，但是，也可以采用在加減運算器25上進行減法運算，得到具有二者之差角頻率的頻率變換器信號運算的結(jié)構(gòu)，在以下所講的本發(fā)明實例中也同樣如此。
在上述基本結(jié)構(gòu)中，為說明的方便。采用了角頻率信號和相位信號，當(dāng)然，也可以采用在它們上面乘上某個常數(shù)所得值的信號。例如，可以得到第一誤差角頻率信號的手段、第一基準(zhǔn)角頻率發(fā)生器以及第二基準(zhǔn)角頻率發(fā)生器的輸出均可以成為乘上常數(shù)T(時鐘脈沖周期)的角頻率信號，即W1T、W2T(它們是單位時間為T的相位差成份)。此時，乘法器27(圖2)可以省略。
圖3是表示本發(fā)明第一實例中的彩色信號處理裝置之方框圖。在圖3上，41是得到第一角頻率信號的手段;42是第一基準(zhǔn)角頻率信號發(fā)生器;43是第二基準(zhǔn)角頻率信號發(fā)生器;44、45為加法器;46為積分器;47為相位振幅變換器;48為第一彩色載波信號的輸入端子;49為頻率變換器;50是第二彩色載波信號的輸出端子;51為得到第一誤差角頻率信號的手段;52為積分器;53為相位振幅變換器;54為相位比較器;55為環(huán)路濾波器;56為乘法器。
以下就上述結(jié)構(gòu)的本實例的彩色信號處理裝置之動作加以說明。從乘法器56輸出的第一誤差角頻率信號△WE以及從第一基準(zhǔn)角頻率發(fā)生器42輸出的第一基準(zhǔn)角頻率信號WR1]]>用加法器44相加，得到第二角頻率信號(WR1+△WE)。用積分器52，將第二角頻率信號積分，得到第二相位信號。用相位振幅變換器53，將此第二相位信號，得到相位比較信號。相位比較器54對第一彩色載波信號的脈沖信號與相位比較信號進行相位比較，輸出相位差信號。此相位差信號用環(huán)路濾波器55進行頻帶限制，變換為角頻率，在乘法器56上，與相當(dāng)于環(huán)路增益的常數(shù)相乘，變換為第一誤差角頻率信號△WE。
在此，通過積分器52→相位振幅變換器53→相位比較器54→環(huán)路濾波器55→乘法器56→加法器44→積分器52所連成的環(huán)路，構(gòu)成自動相位調(diào)整電路，使△WE＝△W1。在加法器44的輸出上得到與第一彩色載波信號的載波角頻率WC1]]>相等的第二角頻率信號。用加法器45將此第二角頻率信號與來自第二基準(zhǔn)角頻率信號發(fā)生器的第二基準(zhǔn)角頻率信號WR2]]>相加，得到第一角頻率信號。用積分器46，將此第一角頻率信號積分，得到第一相位信號，用相位振幅變換器47把第一相位信號變換為振幅信號，得到頻率變換信號。頻率變換器49采用角頻率為(WC1+ WR2]]>)的頻率變換信號，對載波角頻率為WC1]]>的第一彩色載波信號進行頻率變換，輸出具有兩信號角頻率之差角頻率的信號，因而，所得到的第二彩色載波信號之載波角頻率WC2]]>成為((WC1+ WR2) - WC1)]]>，即WR2]]>。
下面將要敘述將本實例的彩色信號處理電路用于磁帶錄象機時的結(jié)構(gòu)及動作。
記錄時，第一彩色載波信號為載波信號CH，第二彩色載波信號為彩色載波信號CL。此時，第一基準(zhǔn)角頻率信號發(fā)生器42是一種能輸出與彩色載波信號CH的角頻率WCH(≡2πfCH)幾乎相等的角頻率(一定值)這樣的結(jié)構(gòu)，第二基準(zhǔn)角頻率信號發(fā)生器是一種能夠輸出行同步信號的角頻率WH(≡2πfH)的常數(shù)K倍之角頻率信號K.WH這樣的結(jié)構(gòu)，即自動頻率控制電路。為此，在加法器44的輸出上，得到與輸入的彩色載波信號CH的載波角頻率WCH相等的角頻率。輸入行同步信號的角頻率ωH雖然存在著誤差成份及變動成份，但是，通過第二基準(zhǔn)角頻率信號發(fā)生器43，能夠經(jīng)常得到與此誤差變動成份成正比的角頻率KWH(＝WCL)，因此，第二彩色載波信號的載波角頻率成為規(guī)定那樣的值KWH。采用這種結(jié)構(gòu)(構(gòu)成自動相位調(diào)整電路以及自動頻率控制電路這樣的結(jié)構(gòu))，能使本發(fā)明很好地適用于圖1所示的記錄系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)中。另外，第二基準(zhǔn)角頻率信號發(fā)生器43也可采用能簡單地得到與KWH幾乎相等的一定值這樣的結(jié)構(gòu)(僅由自動相位調(diào)整電路組成的結(jié)構(gòu))。
再生時，第一彩色載波信號為具有時間軸變動成份的彩色載波信號CL，第二彩色載波信號為彩色載波信號CH。此時，第一基準(zhǔn)角頻率信號發(fā)生器42成為一種能輸出與彩色載波信號CL的載波角頻率WCL(≡KWH)幾乎相等的角頻率(一定值)這樣的結(jié)構(gòu)，第二基準(zhǔn)角頻率信號發(fā)生器43成為一種能輸出與彩色載波信號CH的載波角頻率WCH(用數(shù)值本身定義)相等的角頻率的結(jié)構(gòu)。這樣，在加法器44的輸出上，得到與具有時間軸變動成份的彩色載波信號CL的載波角頻率WCL相等角頻率的信號，由于第二基準(zhǔn)角頻率信號發(fā)生器43輸出一定的值WCH，因而得到在第二彩色載波信號上去除時間軸變動成份，即載波角頻率成為一定值WCH的彩色載波信號CH。再者，如果第一基準(zhǔn)角頻率信號發(fā)生器42由自動頻率控制電路構(gòu)成，即其輸出的角頻率追隨于行同步信號的角頻率WH，成為KWH時，在加法器44的輸出上可得到同樣的輸出信號，即，可得到同樣的效果。
圖4是表示本發(fā)明的第二實例上的彩色信號處理裝置之方框圖。在圖4上凡是與圖3所示的模塊具有相同功能者均標(biāo)以相同的編號，其說明省略。在圖4中，57為得到第一角頻率信號的手段;58為加法器;59為加法器;60為得到誤差角頻率的手段。它與圖3所示的本發(fā)明的第一實例結(jié)構(gòu)的不同之點為。得到第一誤差角頻率信號的手段之輸入信號是第二彩色載波信號和第二基準(zhǔn)角頻率信號;乘法器56的一個輸入為常數(shù)-h;以及從得到第一角頻率信號的手段上取出信號的方法之相異。
以下就上述結(jié)構(gòu)的本實例的彩色信號處理裝置之動作加以說明。用積分器52將來自第二基準(zhǔn)信號發(fā)生器43的角頻率信號WR2]]>積分，得到第二相位信號，用相位振幅變換器53將第二相位信號變換為振幅信號，得到相位比較信號。相位比較器54將第二彩色載波信號中的脈沖串信號與相位比較信號相乘，輸出相位差信號。用環(huán)路濾波器55對相位信號進行頻帶限制，在乘法器56上與常數(shù)-h相乘，變換為第一誤差角頻率信號△WH。加法器59將來自第二基準(zhǔn)角頻率信號發(fā)生器的第二基準(zhǔn)角頻率信號WR2]]>與第一誤差角頻率信號△WH相加，再用加法器58，將加法器59的輸出與來自第一基準(zhǔn)角頻率信號發(fā)生器42的第一基準(zhǔn)角頻率信號WR1]]>相加，得到第一角頻率信號(= WR1+ WR2+ △WH]]>)。用積分器46，將第一角頻率信號積分，變換為第一相位信號，采用相位振幅變換器47，將第一相位信號變換為振幅信號，得到頻率變換信號。頻率變換器49采用角頻率為(WR1+ WR2+△WE]]>)的頻率變換信號，對載波角頻率為WC1( ≡ WR1+ △ W1)]]>……(5)的第一彩色載波信號進行頻率變換，得到具有兩信號角頻率之差角頻率的信號，以此得到的第二彩色載波信號的載波角頻率WC2]]>成為WC2= WR1+ WR2+ △ WE- WC1]]>……(6)
根據(jù)(5)、(6)式，使WC2= WR2+ △ WE- △ W1]]>由于第二彩色載波信號成為相位比較器54的輸入，因而構(gòu)成了相位比較器54→環(huán)路濾波器55→乘法器56→加法器59→加法器58→積分器46→相位振幅變換器47→頻率變換器49→相位比較器54這樣的環(huán)路，即，構(gòu)成了自動相位調(diào)整電路，使△WE＝△W1。
即，得到誤差角頻率信號的手段60能夠產(chǎn)生與圖3所示的本發(fā)明第一實例中的可得到誤差角頻率信號的手段51相同的輸出。使第二彩色載波信號的角頻率WC2]]>與第一基準(zhǔn)角頻率WR2]]>相等。
下面講一下將本實例的彩色信號處理電路用于磁帶錄象機時的結(jié)構(gòu)及動作。
記錄時，第一彩色載波信號為彩色載波信號CH，第二彩色載波信號為彩色載波信號CL。此時，第一基準(zhǔn)角頻率信號發(fā)生器42是一種能輸出與彩色載波信號CH的載波角頻率WCH幾乎相等的角頻率(一定值)這樣的結(jié)構(gòu)，第二基準(zhǔn)角頻率信號發(fā)生器是一種自動頻率控制電路，它輸出K.WH的角頻率信號，這樣，第二彩色載波信號的載波角頻率成為規(guī)定那樣的角頻率K.WH。另外，第二基準(zhǔn)角頻率信號發(fā)生器也可以采用能簡單地得到與K.WH幾乎相等的角頻率(一定值)這樣的結(jié)構(gòu)。
再生時，第一彩色載波信號為具有時間軸變動成份的彩色波波信號CL，第二彩色載波信號為彩色載波信號CH。此時，第一基準(zhǔn)角頻率信號發(fā)生器42是一種能輸出與彩色載波信號CL的載波角頻率WCL(≡K.WH)幾乎相等的角頻率(一定值)這樣的結(jié)構(gòu)，第二基準(zhǔn)角頻率信號發(fā)生器43是一種能輸出與彩色載波信號CH的載波角頻率WCH相等的角頻率(一定值)這樣的結(jié)構(gòu)。為此，得到了在第二彩色載波信號上除去時間軸變動成份的，即，其載波角頻率成為一定值WCH的彩色載波信號CH。另外，第一基準(zhǔn)角頻率信號發(fā)生器42也可以作為自動頻率控制電路。采用這種結(jié)構(gòu)，能使本發(fā)明適用于圖1(b)所示的再生系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)中。
圖5是表示如圖2、圖3、圖4所示的第一基準(zhǔn)角頻率信號發(fā)生器或第二基準(zhǔn)角頻率信號發(fā)生器是一種能夠輸出其角頻率為行同步信號角頻率的常數(shù)K倍之角頻率信號這樣的電路的結(jié)構(gòu)圖，即自動頻率控制電路的結(jié)構(gòu)圖。圖5中，61為行同步信號的輸入端子;62為相位比較器;63為環(huán)路濾波器;64為乘法器;65為加法器;66為積分器;67為相位振幅變換器;68為乘法器;69為輸出端子。
下面對以上這種結(jié)構(gòu)的自動頻率控制電路的動作加以說明。
相位比較器62輸出從端子61輸入的行同步信號與來自相位振幅變換器67的振幅信號之相位差，通過環(huán)路濾波器63，用乘法器64，將其與常數(shù)m相乘，得到作為誤差角頻率的誤差水平角頻率△WHE。加法器65將與行同步信號之角頻率幾乎相等的角頻率(常數(shù))WHR與上述誤差水平角頻率△WHE相加，再用積分器66積分，變換為相位信號，通過相位振幅變換器67，將此相位信號變換為振幅信號，作為相位比較器62的一個輸入。
在此，輸入的行同步信號之角頻率信號WH用下式定義WH＝WHR+△WHO……(7)另外，由于相位比較器62→環(huán)路濾波器63→乘法器64→加法器65→積分器66→相位振幅變換器67→相位比較器62連成了環(huán)路結(jié)構(gòu)，因而，與自動相位調(diào)整的情況一樣，使△WHE＝△WHO，在加法器65的輸出上得到與輸入的行同步信號之角頻率相等的角頻率信號。用乘法器68將此角頻率信號與常數(shù)K相乘，得到所必要的基準(zhǔn)角頻率信號。
圖6是表示本發(fā)明第三實例的彩色信號處理裝置之方框圖。如圖所示，它能夠很方便地附加圖3之第一實例上的、進行高精度頻率變換的手段。在圖6上凡是與圖3的實例中進行同樣動作的模塊均標(biāo)以相同編號，其動作說明省略。它與圖3之結(jié)構(gòu)的不同之點是設(shè)置了將相位比較器54輸出的相位差信號變換為第一誤差角相位信號的第一濾波器71、將上述相位差信號變換為第二誤差相位信號的第二濾波器72、將上述第一誤差相位信號與積分器46的輸出信號相加法器73以及第上述第二誤差相位信號與積分器52的輸出信號相加的加法器74。
在圖6上，由加法器44→積分器52→相位振幅變換器53→相位比較器54→環(huán)路濾波器55→乘法器56→加法器44構(gòu)成自動相位調(diào)整環(huán)路。在模擬信號的處理中，特別是在數(shù)字信號處理時，這些電路的信號處理時間成為問題。由于這些電路的延遲，自動相位調(diào)整環(huán)路的頻帶受到限制，使其對于高頻帶的頻率變動不能充分地應(yīng)答。即，如果我們將相位比較所得到的相位差信號變換為誤差角頻率信號，再將其變換為相位信號，然后反饋到相位比較信號上，則在數(shù)字信號處理時，信號處理所需要的時間加大，根據(jù)相位差信號，使相位比較信號大幅度變化，故而需要有大的環(huán)路增益，但為了系統(tǒng)的穩(wěn)定性，此增益必需要有限度，因此，在此方法中，不能將相位比較的結(jié)果反饋到相位比較后的相位比較信號本身。在此情況下，反饋時間至少應(yīng)在一個行掃描期間TH之后。
在此，我們著眼于相位差信號，分析一下自動相位調(diào)整環(huán)路的動作。為了使以下的分析比較方便，假定相位差信號相對每個脈沖串信號均規(guī)定為一個值，脈沖串信號的寬度相對TH足夠的小，可將其忽略。相位差信號能夠被看作在每個TH上變化一次的信號，即在TH期間一定的信號。
若第一彩色載波信號中的相位為θC1(nTH)＝θR1(nTH)+△θ1(nTH)，相位比較信號的相位為θP(nTH)＝θR1(nTH)+△θE(nTH)則相位差信號△Qp(nTH)成為△θP(nTH)＝△θ1(nTH)-△θE(nTH)將它除以TH，得到環(huán)路增益h，一旦給與了環(huán)路濾波器的特性，則誤差角頻率成為△WE(nTH)。將其與第一基準(zhǔn)角頻率WR1]]>(nTH)相加，得到第二角頻率信號，積分器52將其積分，由于第二角頻率信號一般說來在TH期間是一定的。因此，若將其作為TH的函數(shù)來表示，則θP(nTH)＝UΣin - 1WR1]]>(iTH)·TH+Σin - 1]]>△WE(iTH)·TH在此，θR1(nTH)＝Σin - 1WR1]]>(iTH)·TH△θE(nTH)＝Σin - 1]]>△WE(iTH)·TH△θE(nTH)之Z變換△Φ(Z)為
△φE(ZH)＝ (ZH-1)/(1-ZH-1) ·△WE(ZH)·TH其中，ZH為標(biāo)準(zhǔn)化周期TH的時間離散系統(tǒng)之Z變換算子;△WE(ZH)為△WE(nTH)的Z變換。再者，若以環(huán)路濾波器為主所決定的環(huán)路傳送特性為G(Z)，則△WE(Z)采用相位差信號的Z變換，成為△WH(ZH)＝hG(ZH)·△φP(ZH)· 1/(TH)由于△φP(ZH)＝△φ1(ZH)-△φE(ZH)，因此△φE(ZH)＝ (hG(ZH)·ZH-1)/(1-ZH-1) ·△φP(Z)，結(jié)果使△φP(ZH)＝ (1-ZH-1)/(1-ZH-1+hG(Z)·ZH-1) ·△φ1(ZH)。
它表現(xiàn)出高通特性，低頻帶的相位變動被去除。另外，當(dāng)相當(dāng)對于輸入頻率的變動，△θ1(nT)成為相對n單調(diào)上升的函數(shù)△θ1(nT)＝n△W1(△W一定)時，則△φ1(ZH)＝ (ZH-1)/((1-ZH-1)2) ·△W1因此，當(dāng)我們以G(Z)＝1計算△φP(ZH)的反變換時，可得到
△θP(nT)＝ (△W)/(h)它表示相位差信號成為一定值。
采用第一濾波器71和加法器73也可去除此△φP(ZH)，例如，當(dāng)?shù)谝粸V波器的增益為1時，在頻率變換器49上可完全去除變動成份。若第一濾波器的增益為h，則變動成份成為(1-h)倍。但是相位變動完全去除，相反，由于存在不需要對噪聲應(yīng)答的可能性，因此，根據(jù)頻率n，適當(dāng)改變增益，則對于低頻帶能完全除去變動，而對于高頻帶則不怎么能夠去除。
若G(Z)＝1，則△φP(ZH)＝ (1-Z-1)/(1-(1-h)·ZH-1) ·△φ1(ZH)因此，當(dāng)頻率特性在高頻帶f＝1/TH附近時，可得到
另外，根據(jù)系統(tǒng)穩(wěn)定條件，需要O＜h＜l，因此2/(2-h) ＞1它表示在高頻帶上變動成份被增強。不能將其反饋到相位比較后的自身脈沖串信號及相位比較信號上。為了改善這一點，采用第二濾波器72和加法器74，將相位差信號直接與第二相位信號相加，則能解決這一問題。即，若第二濾波器的特性為hG(Z)，則
△φE(ZH)＝ (hG(ZH)·ZH-1)/(1-ZH) ·△φP(ZH)+hG(ZH)·△φP(ZH)＝ (hG(ZH))/(1-ZH) ·△φP(ZH)此時，由于△φP(ZH)＝ (1-ZH-1)/(1+hG(Z)-ZH-1) ·△φ(ZH)因此，當(dāng)G(Z)＝1時，在高頻帶上成為2/(2+h)即，成為比1小的值，它表示自動相位調(diào)整環(huán)路的頻率特性得到改善。
對于以上這些，在采用模擬信號處理時，能檢測自動相位調(diào)整回路上殘留的變動成份。但是，將其與頻率變換信號、相位比較信號進行加減運算則比較困難，還需要可變延遲線等器件，需要進行高價的復(fù)雜的信號處理，因而，要提高精度則存在著困難，若使用本發(fā)明，則能夠在角頻率區(qū)域、相位區(qū)域上對變動成份進行加減運算，因而能簡單、正確地進行處理。
圖7是表示本發(fā)明第四實例的彩色信號處理裝置之方框圖。如圖所示，它能夠方便地附加圖4第二實例上的高精度進行頻率變換的手段。在此圖上凡是與圖4、圖6上進行相同動作的模塊均標(biāo)以同一編號，其說明省略。本發(fā)明的第四實例是在圖4的第二實例上追加了將第二彩色載波信號變換為第三彩色載波信號的手段，即第三基準(zhǔn)角頻率信號發(fā)生器75、將第二、第三基準(zhǔn)角頻率信號相加的加法器76、積分器77、相位振幅變換器78、頻率變換器79、第三彩色載波信號的輸出端子80、以及圖6第三實例上的可進行高精度頻率變換的手段，即第一濾波器71、第二濾波器72、加法器73、加法器74。它與圖6的第三實例一樣，能在較寬的頻率范圍內(nèi)正確取除第一彩色載波信號中的頻率變換并進行頻率變換。另外，就電路規(guī)模上看，它通過將第二基準(zhǔn)角頻率選擇為取樣頻率的1/N，甚至為1/2N(N為整數(shù))，能夠使構(gòu)成相位比較器的乘法器規(guī)模減小。另外，在磁帶錄象機的再生系統(tǒng)上，由于第一彩色載波信號是經(jīng)過低頻率變換后的彩色載波信號，因而，此時通過降低第二基準(zhǔn)角頻率，能使頻率變換器49上處理后的信號取樣頻率降低，相位振幅變換器47、頻率變換器49的規(guī)模減小，從整體上看，其規(guī)模相對于圖6所示的第三實例不至于加大。
圖8是表示本發(fā)明第五實例的彩色信號處理裝置之方框圖。它相當(dāng)于圖4、圖6所示的本發(fā)明的第二、第四實例上的第二基準(zhǔn)角頻率為零，即，第二彩色載波信號為解調(diào)信號的情況。它由解調(diào)部件和調(diào)制部件組成。在圖8中，48為第一彩色載波信號的輸入端子;42為第一基準(zhǔn)角頻率信號發(fā)生器;81為加法器;82為積分器;83為加法器;84、85為相位振幅變換器;86為第一解調(diào)器;87為第二解調(diào)器;88為環(huán)路濾波器;89為乘法器;91為第四基準(zhǔn)角頻率信號發(fā)生器;92為積分器;93為加法器;94、95為相位振幅變換器;96為調(diào)制器;97、98為乘法器;99為加法器;100為第四彩色載波信號的輸出端子。
下面，對上述結(jié)構(gòu)的第五實例之動作加以說明。在解調(diào)部件上，加法器81將第一基準(zhǔn)角頻率信號與第一誤差角頻率信號相加，得到第三角頻率信號，通過積分器82，得到第三相位信號。加法器83在第三相位信號上加上90度的相位信號，得到第四相位信號。相位振幅變換器84、85將第三、第四相位信號變換為振幅信號，得到第一、第二解調(diào)用的頻率變換信號。第一、第二解調(diào)器86、87采用具有與從輸入端子48輸入的第一彩色載波信號的角頻率實質(zhì)相等之角頻率的、相互間具有90度相位差的第一、第二解調(diào)用的頻率變換信號，對第一彩色載波信號解調(diào)，得到第一、第二解調(diào)信號。環(huán)路濾波器88對第一解調(diào)信號的頻帶適當(dāng)限制，變換為角頻率信號，因而，它具有與圖3等的環(huán)路濾波器55實質(zhì)相等的特性。乘法器89將環(huán)路濾波器88的輸出與決定自動相位調(diào)整電路之環(huán)路增益的常數(shù)-h相乘，變換為第一誤差角頻率信號。
另一方面，在調(diào)制部件上用積分器92，對形成作為輸出信號的第四彩色載波信號之載波角頻率的第四基準(zhǔn)角頻率信號積分，得到第五相位信號。加法器93在第五相位信號上加上90度的相位信號，得到第六相位信號。相位振幅變換器94、95將第五、第六相位信號變換為振幅信號，得到第一、第二調(diào)制用的頻率變換信號。調(diào)制器96由乘法器97、98以及加法器99組成，將具有第四基準(zhǔn)角頻率的、相互間具有90度相位差的第一、第二調(diào)制用的頻率變換信號與第一、第二解調(diào)信號相乘，并用加法器99相加，得到第四彩色載波信號。
本發(fā)明的第五實例是根據(jù)第一解調(diào)信號，得到相位差信號，將其變換，得到誤差角頻率信號、誤差相位信號，通過將這兩種信號與積分器82的輸出信號、積分器92的輸出信號相加，能進行正確的調(diào)制，卽頻率變換。
本發(fā)明的第五實例還在調(diào)制器96的后面設(shè)置了將第四彩色載波信號變換為第五彩色載波信號的頻率變換手段，用以去除殘留的頻率變動。
在第五實例上，通過對彩色載波信號的解調(diào)，能使自動相位調(diào)整電路的相位比較器與第一解調(diào)器合一。另外，由于解調(diào)信號的頻帶較低，約在500千赫左右，因而使數(shù)字信號處理的取樣頻率能夠降低。這樣，通過將磁帶錄象機再生系統(tǒng)上的彩色信號處理所必要的串形濾波器、自動增益控制電路、頻率變換時的最狹頻帶濾波器等集中配置在這一部分上，能使彩色信號處理電路的整體規(guī)模減小。在此，自動增益控制電路的振幅檢測信號可根據(jù)第二解調(diào)信號正確地得到。用它能夠去除包含在相位差信號，卽第一解調(diào)信號上的振幅成分，因而能得到更準(zhǔn)確的相位差信號。另外，根據(jù)第二解調(diào)信號，檢測脈沖串信號的電平，可判別出輸入圖象信號是彩色信號還是黑白信號。
再者，由于在NTSC制、PAL制、SCAM制的各種情況下，載波角頻率不同，為了將其分離，一般需要改變?yōu)V波器的頻帶，在本實例上能夠簡單地做到這一點，通過用解調(diào)信號進行正確的頻帶限制，使得其大部分電路能在各種制式下公用。
另外，在本實例中，需用兩個乘法器來作調(diào)制器，但是由于采用了取樣角頻率的 1/2 N(N為整數(shù))來作為第四基準(zhǔn)角頻率，因而能使乘法器、相位振幅變換器簡單化，其后，用乘法器和一個頻率變換器卽可將彩色載波信號變換為必要的角頻率，能使乘法器、相位振幅變換器的規(guī)模減小。
通過彩色信號處理裝置不僅能進行上述的頻率變換，而且，可用串形濾波器去除再生時來自相鄰磁道的串?dāng)_，為此，在進行記錄再生時的頻率變換之際，可按以下的處理方式(a)、(b)，對頻率變換信號進行處理。
(a)頻率變換信號的相位在一個行掃描期間內(nèi)是一定的并且周期性變化的方式。例如，頻率變換信號的頻率為(fc+40fh)，在一幀中的一個半幀期間，各行掃描期間的相位均偏移90度，成為90度、180度、270度、0度，在另一個半幀期間，各行掃描期間的相位偏移-90，成為270度、180度、90度、0度。
(b)頻率變換信號的頻率至少在一半幀期間或者在一個記錄磁道期間是一定的并且周期性變化的方式。例如，頻率變換信號的頻率在一個幀中的一個半幀期間為(fc+(44- 1/8 )·fh)，在另一個半幀期間為(fc+(44+ 1/8 )·fh)。
對于上述兩種方式，本發(fā)明均能方便地實現(xiàn)。卽，對于方式(a)，可以在圖2所示的結(jié)構(gòu)上，將至少在一個行掃描期間一定的并且周期性變化的相位信號與積分器26的輸出相加，作為相位振幅變換器30的輸入來構(gòu)成之。對于方式(b)，可以使第一或第二基準(zhǔn)角頻率發(fā)生器具有能產(chǎn)生與行同步信號的頻率差不多成比例的、至少在一個半幀期間或一個記錄磁道期間是一定的并且周期性變化的角頻率信號這樣的功能。例如，在圖4中，可在乘法器68的常數(shù)K輸入端上設(shè)置二輸入一輸出的開關(guān)，二輸入中的一個輸入常數(shù)K1，另一個輸入常數(shù)K2，每隔半幀切換一次開關(guān)而構(gòu)成之。例如，K1＝(44- 1/8 )，K2＝(44+ 1/8 )。作為其它方法，也可以每隔半幀，將各半幀的角頻率之差與圖2中的加法器25的輸出相加，作為積分器26的輸入來實現(xiàn)之。
以上是以磁帶錄象機為例說明的，但是，本發(fā)明不僅僅限定在磁帶錄象機的彩色信號處理裝置上，它也能適用于對彩色載波信號進行頻率變換的彩色信號處理裝置，如視頻磁盤機等。
勘誤表
權(quán)利要求
1.對于備有以第一彩色載波信號作為輸入，采用第一頻率變換信號，將第一彩色載波信號變換為其載波角頻率與第二基準(zhǔn)角頻率實質(zhì)相等的第二彩色載波信號之第一頻率變換手段的彩色信號處理裝置，是以備有可得到與第一彩色載波信號的載波角頻率信號和第一基準(zhǔn)角頻率信號之差幾乎相第的第一誤差角頻率信號之手段、將作為上述第一基準(zhǔn)角頻率信號以及上述第一誤差角頻率信號與第二基準(zhǔn)角頻率信號之和或差的第一角頻率信號積分而得到第一相位信號的第一積分手段以及將上述第一相位信號變換為振幅信號，得到第一頻率變換信號的第一相位振幅變換手段為特征的、處理標(biāo)準(zhǔn)化、量化后信號的彩色信號處理裝置。
2.關(guān)于申請范圍的第一項，是以可得到的第一誤差角頻率的手段備有將第一彩色載波信號中的脈沖串信號與相位比較信號進行相位比較而得到相位差信號的手段、將上述相位差信號變換為第一誤差角頻率信號的手段、將作為第一誤差角頻率信號與第一基準(zhǔn)角頻率信號之和或差的第二角頻率信號積分而得到第二相位信號的第二積分手段以及將第二相位信號變換為振幅信號，得到上述相位比較信號的第二相位振幅變換手段為特征的彩色信號處理裝置。
3.關(guān)于申請范圍的第二項，是以可得到第一誤差角頻率信號的手段備有將上述相位差信號經(jīng)過變換而得到的第一誤差相位信號與上述第一相位信號相加的手段為特征的彩色信號處理裝置。
4.關(guān)于申請范圍的第二項，是以可得到第一誤差角頻率信號的手段備有將上述相位差信號經(jīng)過變換而得到的第一誤差相位信號與上述第二相位信號相加的手段為特征的彩色信號處理裝置。
5.關(guān)于申請范圍的第一項，是以可得到第一誤差角頻率的手段備有將第二彩色載波信號中的脈沖串信號與相位比較信號進行相位比較而得到相位差信號的手段、將相位差信號變換為第一誤差角頻率信號的手段、將作為第一誤差角頻率信號與第二基準(zhǔn)角頻率信號之和或差的第二角頻率信號積分而得到第二相位信號的第二積分手段以及將第二相位信號變換為振幅信號而得到上述相位比較信號的手段為特征的彩色信號處理裝置。
6.關(guān)于申請范圍的第五項，是以可得到第一誤差角頻率信號的手段備有將相位差信號經(jīng)變換而得到的第一誤差相位信號與配置在第一頻率變換器后級的第二頻率變換手段之頻率變換信號的相位信號相加的手段為特征的彩色信號處理裝置。
7.關(guān)于申請范圍的第五項，是以可得到第一誤差角頻率信號的手段備有將上述相位差信號經(jīng)變換而得到第一誤差相位信號與上述第二相位信號相加的手段為特征的彩色信號處理裝置。
8.對于備有以第一彩色載波信號作為輸入，采用相互間具有90度相位差的第一、第二解調(diào)用的頻率變換信號，將第一彩色載波信號變換為第一、第二解調(diào)信號的第一、第二解調(diào)手段以及以第一、第二解調(diào)信號作為輸入，采用相互間具有90度相位差的第三、第四調(diào)制用的頻率變換信號，將其變換為載波角頻率與第四基準(zhǔn)角頻率實質(zhì)相等的第四彩色載波信號之調(diào)制手段的彩色信號處理裝置，是以備有根據(jù)第一解調(diào)信號而得到第一誤差頻率信號的手段、將作為上述第一基準(zhǔn)角頻率與上述第一誤差角頻率信號之和或差的第三角頻率信號積分而得到第三相位信號之和或差的第三角頻率信號積分而得到第三相位信號的第三積分手段、在第三相位信號上加上90度的相位信號得到第四相位信號的手段、將第三、第四相位信號變換為振幅信號，得到上述第一、第二解調(diào)用的頻率變換信號的第三、第四相位振幅變換手段、將第四基準(zhǔn)角頻率信號積分而得到第五相位信號的第四積分手段、在第五相位信號上加上90度的相位信號而得到第六相位信號的手段以及將第五、第六相位信號變換為振幅信號，得到上述第一、第二調(diào)制用的頻率變換信號的第五、第六相位振幅變換手段為特征的、處理標(biāo)準(zhǔn)化、量化后信號的彩色信號處理裝置。
9.關(guān)于申請范圍的第八項，是以可得到第一誤差角頻率信號的手段備有將上述相位差信號經(jīng)過變換而得到的第一誤差相位信號與上述第三相位信號相加的手段為特征的彩色信號處理裝置。
10.關(guān)于申請范圍的第八項，是以可得到第一誤差角頻率信號的手段備有將上述相位差信號經(jīng)過變換而得到的第一誤差相位信號與上述第五相位信號相加的手段為特征的彩色信號處理裝置。
11.關(guān)于申請范圍的第八項，是以可得到第一誤差角頻率信號的手段備有將第一解調(diào)信號經(jīng)過變換而得到的第一誤差相位信號與配置在調(diào)制手段后級的第二頻率變換手段之頻率變換信號的相位信號相加的手段為特征的彩色信號處理裝置。
專利摘要
在處理標(biāo)準(zhǔn)化、量化信號的彩色信號處理裝置里，本發(fā)明是將APC電路所得的誤差角頻率信號、第1及第2標(biāo)準(zhǔn)角頻率信號、以及作為彩色信號處理裝置而給予必要的機能、性能的各種角頻率信號、相位信號用角頻率信號、相位信號的狀態(tài)通過加算或者減算，把所得的將第1載波色度信號變換為第2載波彩色信號的頻率變換信號的程序簡化，從而提供減少裝置的電路元件數(shù)量、規(guī)模的構(gòu)造。本發(fā)明還具有能夠正確變化頻率的優(yōu)點。
文檔編號H04N9/80GK85103515SQ85103515
公開日1986年10月29日 申請日期1985年5月2日
發(fā)明者加藤士郎, 橋本清一 申請人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會社導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan