專利名稱：用于色度信號的視頻信號重現(xiàn)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于在家用錄象機(VTR)中所使用的重現(xiàn)色度信號的視頻信號重現(xiàn)電路，和尤其涉及減少了元件數(shù)量的NTSC或PAL制的視頻信號重現(xiàn)電路。


圖1表示用于已變換為低頻帶和記錄在磁帶(未圖示)上的色度信號的重現(xiàn)的電路的傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)。從磁帶讀出的信號通過輸入端1輸入低通濾波器(LPF)2，以在NTSC制情況只提取629KHz頻率分量或在PLA制情況只提取627KHz頻率分量，然后該頻率分量又被送至自動色度控制電路(ACC)電路3，供電平調(diào)節(jié)之用。
經(jīng)電平調(diào)節(jié)的色度信號加至第一頻率變換電路4，和被變換為頻率3.58MHz(對NTSC制)或頻率4.43MHz(對PAL制)，此后又通過帶通濾波器(BPF)5被送至梳狀濾波器6，在從輸出端7輸出之前去除任何噪聲分量。
從BPF 5輸出的色度信號也加至色同步選通門電路，以僅提取色同步分量，此后它又被送至自動相位控制(APC)電路9。在APC電路9中，色同步選通信號的相位與從固定型振蕩器10(3.58MHz或4.43MHz)輸出的振蕩信號的相位比較。兩個信號的相位差作為比較誤差電壓從APC電路輸出，并被加至VCO 11，以控制VOC 11的振蕩頻率(對于NTSC為320fH和對于PAL為321fHfH是行同步頻率)。
頻率為320fH或321fH的VCO 11的輸出加至相位恢復(fù)電路12，以產(chǎn)生四個信號(對于NTSC 40fH，對于PAL 40.125fH)，這四個信號的相位響應(yīng)于經(jīng)端子13輸入和頻率為fH的行同步信號和從端子14輸入的色旋轉(zhuǎn)脈沖，相互偏移90°。相位 恢復(fù)電路12每隔1H周期(H行同步周期)依次轉(zhuǎn)換輸出這四個信號，因而將已變換為低頻帶和記錄在磁帶上的色度信號的相位恢復(fù)。
從相位恢復(fù)電路12(40fH或40.125fH)的輸出以及從振蕩電路10的振蕩信號(3.58MHz或4.43MHz)被加至第二頻率變換電路15，在該電路中獲得兩個信號(來自相位恢復(fù)電路12和振蕩電路10)的和以及差。只有兩個信號的和分量通過帶通濾波器16加至第一頻率變換電路4，因而獲得3.58MHz(對NTSC制)或4.43MHz(對PAL制)信號。
JPA S60-253395揭示了加至第一頻率變換電路的低頻帶色度信號的相位的數(shù)字化恢復(fù)。在圖2中示出這種用于色度信號的NTSC制數(shù)字重現(xiàn)電路。色度信號通過輸入端100輸入至低通濾波器102，以提取欠色(under color)信號(629KHz)，此信號又被加至A/D轉(zhuǎn)換器103。期間，行同步信號fH通過輸入端104加在乘法器105上，和乘以320，以便每隔45°取樣40fH Hz色度信號。從乘法器105輸出的頻率為320fH的信號作為時鐘脈沖加在A/D轉(zhuǎn)換器103上，經(jīng)數(shù)字變換的色度信號(629KHz)輸入至由6位RAM組成的1H存儲器106。這信號被寫入由地址計數(shù)器107指定的地址，和在1H(行同步信號)周期以后由讀出地址計數(shù)器108讀出。
寫地址計數(shù)器107由行同步信號fH復(fù)位，對頻率為320fH的信號進行計數(shù)以指定在1H存儲器106中的地址。
讀出地址計數(shù)器108由移相指令電路109的輸出復(fù)位，和對來自乘法器110的320fH信號進行計數(shù)，以指定1H存儲器106的讀出地址。
VXO 111以(455/2)fH＝3.58MHz振蕩，和該振蕩信號由除法器112除以2/455和由乘法器110乘以320，從而提供頻率為320fH的信號。
1H存儲器106的讀出時間響應(yīng)于移相指令電路109的輸出，每隔1H移低頻色度信號的1/4周期(即，90°)，從而實現(xiàn)低頻色度信號的相位恢復(fù)。
圖3表示寫/讀時鐘和對應(yīng)的波形，參閱圖3更詳細地說明相位恢復(fù)處理。在此圖中，低頻色度信號處于奇數(shù)場，其相位每隔1H延遲90°，而對于偶數(shù)場的相移的解釋在此略去。在圖3中，信號(a)是1H存儲器106的寫入時鐘，而信號(c)是1H存儲器106的讀出時鐘。信號(b)是至1H存儲器106的輸入數(shù)字信號，和信號(d)是1H存儲器106的輸出數(shù)字信號。為便于解釋，信號(b)和(d)在圖中以模擬形式畫出。
在相移量是0°的1H周期期間，信號(b)響應(yīng)信號(a)(即寫入時鐘)，從1H存儲器106的地址0起依次寫入1H存儲器。讀計數(shù)器108響應(yīng)移相指令電路109的輸出復(fù)位為“0”，具有0°相移的這信號的讀出由讀出計數(shù)器108實現(xiàn)。更具體地說數(shù)據(jù)響應(yīng)于表示為信號(C)的時鐘從1H存儲器106的地址0起讀出。
這樣，在下一個1H周期期間，延遲90°的信號(b)從地址0起依次寫入1H存儲器106。該數(shù)據(jù)經(jīng)移相90°被讀出，恢復(fù)適當(dāng)?shù)南辔?。更具體地說，讀出計數(shù)器108由移相指令電路109預(yù)置為“2”，從而如信號(C)所示，從地址2起讀出該數(shù)據(jù)，這樣，信號的相位通過從地址2開始讀出而前移90°因而獲得持續(xù)的源信號，如信號(d)所示在第一1H周期和下一1H周期之間沒有斷續(xù)處。
以同樣方式，在下一1H周期期間延遲180°的信號(b)從地址0起被寫入，和從地址4起讀出該數(shù)據(jù)，使相位前移180°，從而恢復(fù)持續(xù)的源信號。設(shè)置讀出地址的起始點是由響應(yīng)于移相指令電路109的輸出復(fù)位至預(yù)定值的地址計數(shù)器108來實現(xiàn)的。因此，如信號(d)所畫的，相位恢復(fù)的低頻色度信號從1H存儲器106產(chǎn)生。
這樣，相位恢復(fù)的低頻色度信號加至由1H存儲器113和加法器114組成的梳狀濾波器115，以去除任何串音分量，和再被加至D/A變換器116被變換為模擬信號，該信號又被送至主變換器117，以被變換為3.58MHz色度信號。
然而，在圖1所示結(jié)構(gòu)中，因為由相位恢復(fù)電路12產(chǎn)生的四個信號，其相位彼此移相90°，通過第二頻率變換電路15加至第一頻率變換電路4，需要有結(jié)構(gòu)復(fù)雜的帶通濾波器16。而且，因為該結(jié)構(gòu)有二個頻率變換器，故增加了元件的數(shù)目。
另一方面，在圖2所示結(jié)構(gòu)中，變換為低頻帶的色度信號直接受到相位恢復(fù)處理，和因此，在主變換器117和副變換器118之間僅設(shè)置結(jié)構(gòu)簡單的帶通濾波器119。然而，在這種結(jié)構(gòu)中，相位恢復(fù)是通過延遲(或提前)從存儲器的讀出時間來實現(xiàn)的，和低頻色度信號在相鄰的1H周期之間偏移45°，這造成在梳狀濾波器115中不能充分地去除串音。這是由在+90°和+180°的1H周期結(jié)束處虛線A和B表示的。換言之，在時鐘信號(C)的讀出操作中，在該1H周期的最后時間周期中沒有數(shù)據(jù)被讀出，這對應(yīng)于在該1H周期的第一部分被跳過的時間周期，導(dǎo)致沒有數(shù)據(jù)。每一垂直周期產(chǎn)生這樣一個沒有數(shù)據(jù)的時間周期，引起圖象質(zhì)量變差。
現(xiàn)將敘述之所以引起45°的相位誤差的理由。在1H存儲器113的輸入和輸出之間的時間滯后T1原本為1/fH。然而，當(dāng)移了1/4周期(ΔT)＝(1/4)*(1/40fH)＝(1/160fH)時，時間滯后T2成為(1/fH)+(1/160fH)＝(161/160fH)。那末，傳遞函數(shù)H(ω)由下列等式表示H(w)=(1+e-s161160fH)---(1)]]>式中S＝j(luò)ω。這等式(1)可以被變換為H(w)=e-s161320fH(es161320fH+e-s161320H)---(2)]]>等式(2)還可運用尤拉公式變換成如下|H(w)|=|2COSw161320fH|---(3)]]>通過將2πfH代替ω，獲得下列等式|H(w)|=|/2COS(40π+π/4)|---(4)]]>等式(4)中“π/4”指示對于隔行的色度信號該梳狀濾波器的凹口，如圖4所示，在629kHz附近偏離π/4。實線表示梳狀濾波器的理想頻率特性，其中信號的最大電平可在629KHz(＝40fH)處通過，而亮度分量在相對于629KHz對稱發(fā)生的以fH為周期(行同步頻率)的衰減點，被去除。
反之，當(dāng)引起45°相位差時，梳狀濾波器的頻率特性偏移如虛線所示。這意味629KHz信號不能在其最大電平處通過，也就不能達到亮度分量的去除。
本發(fā)明，即為克服上述問題而構(gòu)思的，它的目的是提供結(jié)構(gòu)簡單和能精確地重現(xiàn)已變換為低頻帶的色度信號的這樣一種視頻信號重現(xiàn)裝置。
依照本發(fā)明的視頻信號重現(xiàn)裝置包括用于恢復(fù)低頻色度信號的相位的相位恢復(fù)電路，低頻色度信號已從磁帶讀出，并輸入至該電路，以產(chǎn)生相位恢復(fù)的色度信號，和用于將相位恢復(fù)的色度信號頻率變換為重現(xiàn)的色度信號的頻率變換電路。
視頻信號重現(xiàn)裝置還包括以色同步選通信號頻率振蕩的振蕩器和相位控制器。相位控制器包括用于比較振蕩信號的相位和重現(xiàn)的色度信號的色同步選通分量的相位的相位比較器，用于平滑從相位比較器輸出的比較信號的濾波器，和用于控制振蕩頻率使其隨來自濾波器的輸出而改變的壓控振蕩器。從壓控振蕩器輸出的振蕩信號控制頻率變換電路的頻率變換處理。
視頻信號重現(xiàn)裝置還包括用于去除噪聲分量的梳狀濾波器。
這樣，由于在這些裝置中低頻色度信號的相位恢復(fù)在頻率變換之前進行，故由頻率變換器進行的頻率變換處理可通過從相位控制器中壓控振蕩器輸出的振蕩信號的供給而受精確控制。在這結(jié)構(gòu)中，可以省去額外的頻率變換電路或具有復(fù)雜結(jié)構(gòu)的帶通濾波器。而且，也可簡單構(gòu)成梳狀濾波器。
就本發(fā)明的另一方面而言，視頻信號重現(xiàn)裝置包括用于恢復(fù)低頻色度信號的相位的相位恢復(fù)電路，該低頻色度信號已從磁帶讀出，并輸入至該電路，以產(chǎn)生相位恢復(fù)的色度信號，用于從相位恢復(fù)的色度信號中去除噪聲分量的梳狀濾波器，和用于對已通過梳狀濾波器的相位恢復(fù)的色度信號進行頻率變換，以產(chǎn)生重現(xiàn)的色度信號的頻率變換器。
梳狀濾波器包括用于將相位恢復(fù)的色度信號延遲1個或2個行同步周期的延遲電路，和用于將由相位恢復(fù)電路供給的相位恢復(fù)的色度信號和延遲的色度信號混合的混合電路。
通過在頻率變換之前恢復(fù)低通濾波的色度信號的相位，梳狀濾波器可以簡單地構(gòu)成，從而只包括延遲電路和混合電路。而且，在變換為高頻帶之前，相位恢復(fù)的色度信號的噪聲分量由梳狀濾波器去除，這容許供給梳狀濾波器的延遲電路的時鐘信號的時鐘頻率更低，并使該裝置的結(jié)構(gòu)簡化。色度信號重現(xiàn)的精度也得以改善。
相位恢復(fù)電路包括四個移相器，(即，用于使輸出信號相位偏離于輸入信號相位的0°移相器，90°移相器，180°移相器和270°移相器)和用于轉(zhuǎn)接四個移相器的開關(guān)電路。
四個移相器的轉(zhuǎn)接是響應(yīng)色旋轉(zhuǎn)脈沖和行同步信號而實現(xiàn)的。該開關(guān)電路連接到用于延遲輸入信號1行同步周期的延遲電路和混合電路兩者。這結(jié)構(gòu)可以適宜地重現(xiàn)已變換為低頻帶的和作為NTSC制色度信號記錄在磁帶上的信號。
開關(guān)電路的一種可供選擇的結(jié)構(gòu)包括第一和第二開關(guān)，用于響應(yīng)色旋轉(zhuǎn)脈沖和行同步信號轉(zhuǎn)接這四個移相器，其中一個開關(guān)與混合電路相連接。和另一個開關(guān)連接到用于延遲輸入信號2個行同步周期的延遲電路。這個結(jié)構(gòu)可以適當(dāng)?shù)刂噩F(xiàn)已變換為低頻帶的和作為PAL格式的色度信號記錄在磁帶上的信號。
270°移相器包括用于輸入信號的輸入端，在其正輸入端接收輸入信號的第一放大器，反相器和串聯(lián)連接在移相器的輸入端和第一放大器的輸出端之間的第一電容，在其正輸入端接收來自第一放大器的輸出信號的第二放大器，連接在移相器的輸入端和第二放大器的輸出端之間的第二電容，用于將從第二放大器的輸出信號返回第一和第二放大器的負輸入端的反饋回路，和從第一放大器的輸出端輸出的移相器輸出端，其信號相位與輸入信號相比延遲90°。
90°移相器包括輸入端，在其正輸入端接收來自輸入端的經(jīng)反相的輸入信號的第一放大器，連接在移相器輸入端和第一放大器輸出端之間的第一電容，在其正輸入端接收第一放大器的輸出信號的第二放大器，反相器和串聯(lián)連接在移相器輸入端和第二放大器的輸出端之間的第二電容，用于將從第二放大器的輸出信號返回第一和第二放大器的負輸入端的反饋回路，以及移相器輸出端，從第一放大器的輸出端輸出一個其相位前移90°的信號。
180°移相器由使輸入信號反相的反相電路組成。
90°移相器和270°移相器具有使送至第一放大器的輸入端的輸入信號相位延遲的移相功能(能力)和在前級通過輸入信號的微分的高通濾波功能(能力)。
如上所述，通過構(gòu)造各個移相器，即使加至相位恢復(fù)電路的低頻色度信號的相位被偏移，在輸出信號中也不會產(chǎn)生任何時間延遲。由于這一理由，緊接著低頻色度信號加至各個移相器之后，就可以獲得其相位被精確移相的輸出信號(即，相位恢復(fù)色度信號)。而且，在以后處理中通過梳狀濾波器可以從相位恢復(fù)色度信號中可靠地去除噪聲分量。每個移相器的頻率特性是平坦的，并因此具有預(yù)定頻率寬度的輸入色度信號不會遭受任何波動。
諸附圖中圖1是表示傳統(tǒng)的視頻信號重現(xiàn)電路的結(jié)構(gòu)方塊圖；圖2是表示傳統(tǒng)的視頻信號重現(xiàn)電路另一實例的方塊圖；圖3說明用于解釋圖2電路的寫/讀時序和波形圖；圖4說明梳狀濾波器的頻率特性圖5是表示依照本發(fā)明的視頻信號重現(xiàn)電路結(jié)構(gòu)的方塊圖；圖6使用矢量指示已變換為低頻帶和記錄在磁帶上的色度信號的相位；圖7更詳細地表示圖6的低頻色度信號的相位矢量；
圖8是用于說明圖5所示的相位恢復(fù)電路的運行的表格；圖9表示依照本發(fā)明的相位恢復(fù)的色度信號的矢量；圖10表示依照本發(fā)明的已通過梳狀濾波器的色度信號的矢量；圖11表示圖5所示0°移相電路的一個實例；圖12表示圖5所示180°移相電路的一個實例；圖13表示APF(全通濾波器)的一個實例；圖14A表示至圖13的APF的輸入信號的波形；圖14B表示從圖13所示APF的輸出信號的波形；圖14C表示從圖17所示的HPF(在270°移相器中的輸出信號的波形；圖14D表示從圖15和17所示的270°移相器的輸出信號的波形；圖15表示圖5所示的270°移相電路的一個實例；圖16表示圖5所示的90°移相電路的一個實例；圖17表示與圖15的電路等效的電路；圖18A表示至圖16所示的90°移相器的輸入信號的波形；圖18B表示來自圖16所示的90°移相器的第二放大器的輸出信號波形；圖18C表示來自圖16所示的90°移相器的HPF的輸出信號波形；圖18D表示來自圖16所示的90°移相器的輸出信號波形；圖19是依照本發(fā)明的第二實施例的視頻信號重現(xiàn)電路的方塊圖；圖20表示用于傳統(tǒng)的NTSC制式(格式)視頻信號重現(xiàn)電路的梳狀濾波器電路；圖21是依照本發(fā)明第三實施例的視頻信號重現(xiàn)電路的方塊圖；圖22表示以與圖6所示不同格式記錄的低頻色度信號的相位矢量；圖23更詳細地表示了圖22的相位矢量；
圖24是用于解釋圖21(第三實施例)所示的相位恢復(fù)電路工作的表格；圖25表示依照本發(fā)明第三實施例的相位恢復(fù)的色度信號的相位矢量；圖26表示用于解釋第三實施例的梳狀濾波器運行的相位矢量；圖27表示用于PAL制式的傳統(tǒng)視頻信號重現(xiàn)電路的梳狀濾波器。
圖5表示依照本發(fā)明的第一實施例的視頻信號重現(xiàn)電路，它包括用于恢復(fù)變換為低頻的色度信號的相位的相位恢復(fù)電路18，該電路由0°移相器18A，90°移相器18B，180°移相器18C，270°移相器和開關(guān)18E組成。該電路還包括用于變換相位恢復(fù)電路18的輸出信號頻率的頻率變換電路19，用于將從固定振蕩電路10輸出的振蕩信號(3.58MHz)與色同步選通提取電路8的輸出進行比較的相位比較器20，用于平滑相位比較器20輸出的LPF 21和用于響應(yīng)LPF 21的輸出改變振蕩頻率(4.21MHz)的電壓控制振蕩器(VCO)22。
賦予一部件的相同標號指明相同的部件。
低頻色度信號通過輸入端1輸入至LPF 2，通過LPF 2提取出色度分量(629KHz)。經(jīng)低通濾波的色度信號送至自動色度控制器(ACC)3，以進行電平調(diào)節(jié)，和此后加至相位恢復(fù)電路18，用以恢復(fù)在記錄期間旋轉(zhuǎn)的相位。
記錄在磁帶上的低頻色度信號的相位由圖6中的矢量表示。在記錄頭旋轉(zhuǎn)方向上每場中數(shù)據(jù)的相位每1H周期旋轉(zhuǎn)90°。相位旋轉(zhuǎn)方向取決于色旋轉(zhuǎn)脈沖(H，L)的極性而相反。
圖7中一起畫出了對于(n-1)場和n場在第(m-4)行和第(m+4)行之間的色度信號矢量和串音分量。小箭頭表示鄰近的串音分量。在n場，信號每1H周期延遲90°，此處色旋轉(zhuǎn)脈沖是“H”(高)。在(n-1)場，信號每1H周期領(lǐng)先90°，此處色脈沖是“L”(低)。色旋轉(zhuǎn)脈沖加在端23上，指導(dǎo)開關(guān)18E的轉(zhuǎn)換方向。而行同步信號加在端24上，將開并18E的轉(zhuǎn)換周期設(shè)置為1H。
圖8表示開關(guān)18E的轉(zhuǎn)換狀態(tài)。在色旋轉(zhuǎn)脈沖是“H”的n場，對于第(m-4)行開關(guān)18E的開關(guān)端1被選，使0°移相器18A運行，從而使已經(jīng)通過相位恢復(fù)電路18的相位恢復(fù)的色度信號矢量在n場(m-4)行指向上(90°)，如圖9所示。
對于下一行(即，n場第(m-3)行)，開關(guān)端2被選，使90°移相器18B運行從而相位恢復(fù)的色度信號的矢量指向上(90°)。同樣地，對于n場中，第(m-2)行，開關(guān)端3被選，使180°移相器運行，從而如圖9所示，相位恢復(fù)的色度信號的矢量指向上(90°)。這樣，開關(guān)端以4→1→2→3→4的次序被選。通過以該方式轉(zhuǎn)接四個移相器，已經(jīng)通過相位恢復(fù)電路的n場中色度信號的所有矢量指向相同方向(90°)，和完成相位恢復(fù)。
而在(n-1)場，色旋轉(zhuǎn)脈沖是“L”，對于第(m-4)行開關(guān)端1被選，使0°移相器18A運行，從而使已經(jīng)通過相位恢復(fù)電路18的色度信號的矢量如圖9所示指向上(90°)。那末，對于第(m-3)行，開關(guān)端4被選，使270°移相器18D運行，從而使相位恢復(fù)的色度信號的矢量指向上(90°)。在(n-1)場四個移相器的轉(zhuǎn)接依次以1→4→3→2→1的次序?qū)崿F(xiàn)，因而已經(jīng)通過相位恢復(fù)電路18的色度信號的所有矢量均指向上(90°)。這樣，低頻色度信號的相位恢復(fù)即告完成。
以這樣方式，在低頻色度信號的頻率變換以前由相位恢復(fù)電路18實現(xiàn)相位恢復(fù)，和因此對于頻率變換電路19無需實施相位恢復(fù)。通過頻率變換器19運用單一頻率(4.21MHz)僅實現(xiàn)頻率變換，這意味從以4.21MHz振蕩的VCO 22輸出的振蕩信號可以直接加至頻率變換電路19。
已變換為3.58MHz的色度信號通過BPF 5加至色同步選通提取電路8。以便僅提取色同步選通分量。色同步選通信號加至相位比較器20，在相位比較器20中色同步選通信號與來自固定振蕩電路10的振蕩信號(3.58MHz)進行相位比較。根據(jù)兩個信號之間的相位差產(chǎn)生比較誤差電壓，并將該電壓加在VCO 22上，以控制VCO 22的振蕩頻率，從而實現(xiàn)穩(wěn)定的頻率變換。
已經(jīng)歷相位恢復(fù)和已變換為3.58MHz的色度信號被加至梳狀濾波器6，以去除任何串音分量。梳狀濾波器6的輸入信號的矢量與圖9所示的相同。在相鄰兩水平行(例如，(m-4)行和(m-3)行)的串音矢量彼此反向，成180°。為此，當(dāng)將現(xiàn)行信號和1H周期前的以前信號在梳狀濾波器6中相加時，相鄰的串音分量被抵消，因而獲得如圖10所示在一個方向上的沒有串音分量的矢量。
這樣，依照圖5所示的結(jié)構(gòu)，可以在輸出端7獲得已經(jīng)受相位恢復(fù)，頻率變換，和噪聲去除的色度信號。
0°移相器18A和180°移相器18C均有簡單的結(jié)構(gòu)。0°移相器18A構(gòu)造為緩沖放大器，而180°移相器18c構(gòu)造為反相器型的緩沖放大器，分別如圖11和12所示。
在相位恢復(fù)電路18中每個移相器必須滿足以下條件(1)輸入和輸出之間的頻率特性是平坦的。
(2)除了必需的相位偏移量之外，不產(chǎn)生任何延遲時間。
假如將通用集成電路或微分電路用于移相器則不滿足上述兩個條件。例如，滿足該條件的移相器是圖13所示的APF(全通濾波器)，它在輸入和輸出之間具有平坦的頻率特性，并可實現(xiàn)信號相位延遲90°，這種移相器(APF)的輸入和輸出波形分別示于圖14A和14B中。即，當(dāng)具有圖14A的波形的輸入信號加至APF的輸入端50時，APF從輸出端51的輸出具有如圖14B所示的相位延遲90°和具有相同形狀的波形。然而，在t1至t2周期期間，對輸入信號Vin的響應(yīng)(即，輸出信號)不能在信號輸入之后馬上產(chǎn)生。這種情況等同于圖3中虛線所示的數(shù)據(jù)的丟失，這對重現(xiàn)的圖象質(zhì)量產(chǎn)生有害影響。
為了獲得理想的波形，本發(fā)明提出的270°移相器18D，用于超前移相270°(即，滯后90°)，其結(jié)構(gòu)示于圖15中，和90°移相器18B用于超前移相90°，其結(jié)構(gòu)示于圖16中。270°移相器18D的輸出示于圖14D中。對于相位恢復(fù)電路18使用圖11，12，15和16所示的四個電路，可以達到適當(dāng)?shù)南辔换謴?fù)，和在以后處理中通過梳狀濾波器6可以實現(xiàn)去除噪聲的理想濾波。
正如圖15所示，270°移相器18D包括第一和第二微分放大器52和53和電容器54和55。假定放大器52和53的互導(dǎo)分別是gm1和gm2，和電容器54和55的電容值分別是C1和C2，這電路的輸入和輸出(Vin-V2out)之間的傳遞函數(shù)HZ(ω)由下列等式表示H2(w)=V2outV1n=-S2-gm2C2S+gmgm2C1C2S2+gm2C2S+gm1gm2C1C2----(5)]]>同時，圖13所示的APF和圖15所示的270°移相器18D具有大體相同的結(jié)構(gòu)，但輸出端的位置是不同的。假定在圖13和15之間各元件的特征值相等，則在圖13電路的輸入和輸出(Vin-Vlout)之間的傳遞函數(shù)H1(ω)由下列等式表示H1(w)=V1outV1N=S2-gm2C2S+gm1gm2C1C2S2+gm2C2S+gm1gm2C1C2----(6)]]>從等式(5)和(6)傳遞函數(shù)H2(ω)可以表示如下H2(w)=H1(w)-2S2S2+gm2C2S+gm1gm2C1C2----(7)]]>通過將HPF的反向(正至負)傳遞函數(shù)乘以2與等式(6)相加，得到等式(7)。因此，當(dāng)以實際電路描繪等式(7)時，如圖17所示。圖17電路的部分A構(gòu)成APF，和部分B構(gòu)成典型的HPF。當(dāng)通過放大器(乘法器)56將HPF的輸出乘以2和輸入至第三微分放大器57的負輸入端時，圖17的電路的總體結(jié)構(gòu)變成與等式(7)相當(dāng)。這電路如此運行，使得HPF工作于瞬間(初始)響應(yīng)和APF工作于持續(xù)的響應(yīng)。HPF的輸出VH示于圖14c。由于對于輸入信號HPF的截止頻率設(shè)置很高，在瞬變響應(yīng)周期(t2以前)期間產(chǎn)生較高電平輸出(微分輸出)，但因為截止頻率的影響，在t2以后該輸出變得很小，如圖14C所示。正相反，在初始周期t1-t2期間產(chǎn)生APF的輸出(積分輸出)，但以所要求的電平產(chǎn)生延遲90°的信號，如圖14B所示。
為了解決這一缺點，圖14C的信號VH經(jīng)過放大器56乘以2，經(jīng)過第三微分放大器57被反向，和被加至輸出端58，如圖17所示，因而在整個電路的輸出端獲得更好的輸出V3out，其波形如圖14D所示。將圖14A所示的APH的輸入Vin與圖14D所示的輸出V3out比較，可看到圖15所示的電路(即，270°移相器)滿足以下條件(a)輸入信號可以被延遲90°，而在信號之間毫無數(shù)據(jù)丟失；和(b)由于使用APF，在輸入和輸出之間的頻率特性是平坦的，這是與上述條件相一致的。
圖16中表示90°移相器。與圖15的電路(和與圖15等效的圖17電路)的唯一差別是輸入信號被反向。該反向輸入信號示于圖18A中。與圖15的270°移相器相聯(lián)系的所有說明同樣適用于圖16的90°移相器，和圖18B-18D對應(yīng)于圖14B-14D。因此，圖16所示的電路也滿足條件(a)和(b)，它能將輸入信號(圖18A)變換為具有理想波形，與輸入信號移相90°的輸出信號(圖18D)。
如上所述，輸入的低頻色度信號的相位在頻率變換之前被恢復(fù)，和因此，從VCO輸出的振蕩信號直接加在頻率變換器，這容許省去額外的頻率變換器和復(fù)雜的BPF。
而且，相位恢復(fù)電路由使用微分和積分的四個移相器(對于0°，90°，180°，270°)和用于轉(zhuǎn)換這四個移相器的一開關(guān)組成，因此即使在移相之后也不會發(fā)生時間延遲。
圖19表示按照本發(fā)明的第二實施例的NTSC形式的視頻信號重現(xiàn)電路。該電路包括用于恢復(fù)輸入的低頻色度信號的相位的相位恢復(fù)電路18，它由0°移相器18A，90°移相器18B，180°移相器18C，270°移相器18D和一開關(guān)18E組成。與相位恢復(fù)電路18相連的梳狀濾波器60包括將相位恢復(fù)電路18的輸出延遲同步信號1個行周期(1H)的延遲電路61，和將開關(guān)18E的輸出與延遲電路61的輸出相加的加法器62。加法器62的輸出連接至LPF63的輸入，用以除去在使用CCD的延遲電路61漏泄的時鐘信號，然后連接至頻率變換器19。
與圖5電路相同，這視頻信號重現(xiàn)裝置還包括比較器20，用于將從振蕩電路10輸出的振蕩信號(3.58MHz)輸出與色同步選通提取電路8的輸出信號在其相位上加以比較。相位比較器的輸出加至用于平滑的LPF21。VCO22的振蕩頻率(4.21MHz)隨LPF21的輸出而改變。
已從磁帶讀出的和通過輸入端1輸入的色度信號(629KHZ)通過LPF2加至用于電平調(diào)節(jié)的ACC(自動色度控制器)3。經(jīng)電平調(diào)節(jié)的色度信號加至用于恢復(fù)在記錄期間已被旋轉(zhuǎn)的相位的相位恢復(fù)電路18。對于輸入的低頻色度信號的相位恢復(fù)處理以與第一實施例相同的方法加以實現(xiàn)。
由于相位恢復(fù)電路18已經(jīng)將色度信號的相位恢復(fù)為具有相同相位，故梳狀濾波器60可以通過簡單地將當(dāng)前信號和1H周期以前的先前信號相加和輸出二倍電平信號而除去噪聲分量。為此，梳狀濾波器60具有簡單的結(jié)構(gòu)，只包含延遲電路61和加法器62。當(dāng)加法器62將從使用CCD的延遲電路61供給的1H以前的先前色度信號與從相位恢復(fù)電路18供給的當(dāng)前色度信號相加時，就可以獲得已去除了噪音分量的極佳的色度信號。然后這色度信號加至LPF63，去除在延遲電路61中時鐘信號的漏泄。
已通過LPF63的色度信號被加至頻率變換電路53，頻率變換電路使用單一頻率(4.21MHz)簡單地實現(xiàn)頻率變換，而無需相位恢復(fù)和可以從VCO22直接接收振蕩信號(4.21MHz)輸出。變換為3.58MHz的色度信號通過BPF5加至色同步選通提取電路8，僅用于提取色同步選通分量。色同步選通信號被加至相位比較器21，在相位比較器中色同步選通信號的相位和來自固定振蕩電路10的振蕩信號(3.85MHz)的相位相比較。比較誤差電壓送至VCO22，以控制振蕩頻率，因而能穩(wěn)定地變換頻率。
這樣，在圖19所示的相位恢復(fù)電路18中，相位恢復(fù)在頻率變換之前實現(xiàn)，這使得梳狀濾波器60的結(jié)構(gòu)得以簡化。由于頻率變換電路僅實現(xiàn)單一頻率(4.21MHz)的變換，而無需進行相位恢復(fù)，從VCO輸出的4.21MHz的振蕩信號可以直接加至頻率變換電路19。
以這種方式，可以一種簡單結(jié)構(gòu)在輸出端7提供已經(jīng)受相位恢復(fù)，頻率變換和噪聲去除的重現(xiàn)的色度信號。本實施例中使用的梳狀濾波器60的結(jié)構(gòu)也可以適用于在第一實施例(圖5)中使用的梳狀濾波器6以便簡化其結(jié)構(gòu)。
本實施例的特點是梳狀濾波器60位于頻率變換器53的前面，而在第一實施例的常規(guī)電路中，梳狀濾波器6位于第一頻率變換器4或頻率變換器19的后面。盡管JPA63-257394揭示了這種梳狀濾波器連接在第一頻率變換器前面的結(jié)構(gòu)，但該梳狀濾波器包括如圖20所示增多的部件數(shù)。即，90°移相器72和180°移相器73連接在1H延遲器71和加法器74之間，加法器74接收或是已延遲1H和相移90°的色度信號，或是已延遲1H和相移270°的色度信號。這結(jié)果來自于輸入至梳狀濾波器的低頻色度信號的相位還沒有被恢復(fù)的事實。為了實現(xiàn)相位恢復(fù)處理，JPA63-257394的電路將需要在梳狀濾波器以后的級中具有如圖1所示的這種復(fù)雜結(jié)構(gòu)。
圖21表示按照本發(fā)明的第三實施例的PAL形式的視頻信號重現(xiàn)電路。該電路包括用于恢復(fù)輸入低頻色度信號的相位的相位恢復(fù)電路80，它由0°移相器80A，90°移相器80B，180°移相器80C，270°移相器80D，和第一和第二開關(guān)80E和80F組成。每個移相器80A-80D具有與在第一實施例中描述的移相器18A-18D相同的結(jié)構(gòu)。梳狀濾波器90包括從相位恢復(fù)電路80的輸出延遲同步信號的2個行周期(2H)的延遲電路91，和將第一開關(guān)80E的輸出與延遲電路91的輸出相加的加法器92。加法器92的輸出連接至LPF63輸入，用以除去在使用CCD的延遲電路61中漏泄的時鐘信號，然后連接至將信號頻率變換為4.43MHz的頻率變換器19。該視頻信號重現(xiàn)電路還包括比較器20，用于將從振蕩電路10輸出的振蕩信號(4.43MHz)輸出與色同步選通電路8的輸出信號進行相位比較。相位比較器的輸出加至用于平滑的LPF21。VCO22的振蕩頻率(5.06MHz)隨著LPF21輸出而改變。
已從磁帶讀出的和通過輸入端1輸入的色度信號(627KHz)通過LPF2加至用于電平調(diào)節(jié)的ACC(自動色度控制器)3。經(jīng)電平調(diào)節(jié)的色度信號加至用于恢復(fù)在記錄期間已被旋轉(zhuǎn)的信號相位的相位恢復(fù)電路80。
以PAL形式記錄在磁帶上的信號相位在圖22中由矢量加以表示。每二場中數(shù)據(jù)的相位在沿按照記錄頭旋轉(zhuǎn)的延遲方向上每1H旋轉(zhuǎn)90°，此場中色旋轉(zhuǎn)脈沖是H。另一方面，在另一些場中數(shù)據(jù)的相位指向恒定方向，此場中色旋轉(zhuǎn)脈沖是L。
圖23表示對于(n-1)場和n場在(m-4)行和(m+4)行之間色度信號的矢量以及串音分量。小箭頭表示鄰近的串音分量。在n場中，信號每1H周期延遲90°，該場的色旋轉(zhuǎn)脈沖是H，在n-1場中，信號矢量恒定地指向90°方向，該場的色旋轉(zhuǎn)脈沖是L。色旋轉(zhuǎn)脈沖加至端87(圖21)，以指導(dǎo)第一和第二開關(guān)80E和80F的轉(zhuǎn)接方向，而行同步信號加至端88(圖21)，以將轉(zhuǎn)接周期設(shè)置為1H。
圖24的表格表示第一開關(guān)80E和第二開關(guān)80F的轉(zhuǎn)接狀態(tài)。在(n-1)場，色旋轉(zhuǎn)脈沖是L，第一開關(guān)80E對于第(m-4)行選擇端4，使270°移相器80D運行，因而已通過第一開關(guān)80E的色度信號矢量如圖25所示指向0°。第一開關(guān)80E保持選擇端4，和因此，在(n-1)場中色度信號的全部矢量均沿0°方向取向。
在運行期間，第二開關(guān)80F保持選擇其端1(見圖24)，和通過0°移相器的信號總是加在梳狀濾波器90上。因此，在(n-1)場中所有色度信號具有相同的相位。
在n場中色旋轉(zhuǎn)脈沖是H，第一開關(guān)對于(m-4)行選擇端4，使270°移相器80D運行，因而在n場中(m-4)行，已通過第一開關(guān)80E的相位恢復(fù)的色度信號的矢量指向0°方向，如圖25所示。對于下一行(第(m-3)行)，第一開關(guān)80E選擇端1，使0°移相器80A運行，從而使已通過第一開關(guān)80E的該信號的矢量指向0°方向。第一開關(guān)80E依次選擇2→3→4→1端。因此，已通過第一開關(guān)80E的n場中色度信號的所有矢量指向相同方向(0°)，和完成相位恢復(fù)。
在這樣運行期間，第二開關(guān)80F依次選擇1→2→3→4→1端，和所有色度信號的相位被恢復(fù)在相同方向(90°)，如圖26所示。
因為對于PAL制式來說已變換為低頻帶的色度信號的頻率是40.125fH(＝627KHZ)，將延遲2H周期的信號加在已通過第一開關(guān)的當(dāng)前信號上，這意味要被延遲的信號的相位超前當(dāng)前信號90°。更具體地說，對于第一開關(guān)在第(m-2)行信號的矢量是在0°方向，而對于第二開關(guān)在第(m-4)行信號矢量，即2H周期以前的信號矢量超前90°。
與第二實施例類似，在頻率變換之前實現(xiàn)相位恢復(fù)，相位恢復(fù)之后跟隨通過梳狀濾波器去除噪聲。由于位于梳狀濾波器90之前的相位恢復(fù)電路80的運行，梳狀濾波器90具有簡單的結(jié)構(gòu)，只包括使用CCD的2H延遲電路91和加法器92。
2H延遲電路91將來自第二開關(guān)80F的相位超前90°的信號延遲2H周期，并將延遲后信號加至加法器92，加法器92將延遲信號與從第一開關(guān)80E直接供給的當(dāng)前色度信號相加。因此，梳狀濾波器90的輸出具有與源信號相同的相位，如圖26所示。如上所述，JPA63-257394提出一種結(jié)構(gòu)，其中梳狀濾波器位于頻率變換器的前面。然而，在這結(jié)構(gòu)中在進行梳狀濾波之前還未實現(xiàn)相位恢復(fù)。為此，對PAL制式使用這結(jié)構(gòu)，由于輸入色度信號的移相，如圖27所示梳狀濾波器變得復(fù)雜。本發(fā)明提出一種簡單的梳狀濾波器，和可以將梳狀濾波器中為延遲電路所使用的CCD的時鐘頻率做慢。而且，頻率變換器19不需要實現(xiàn)相位恢復(fù)，和簡單地實現(xiàn)單一頻率(5.05MHz)下的頻率變換，頻率變換器19具有來自VCO56以5.06MHz振蕩的直接輸入。
由頻率變換器19變換為4.43MHz的色度信號通過BPF5加至色同步選通提取電路8。只有信號的色同步選通分量加在相位比較器20上，并與從固定振蕩電路輸出的振蕩信號(4.43MHZ)進行相位比較。比較誤差電壓加至VCO56，以控制振蕩頻率。這樣，頻率變換器19的輸出相位與振蕩器10的輸出的相位同步，達到穩(wěn)定的頻率變換。因此，從輸出端7可以輸出已經(jīng)受相位恢復(fù)，噪聲去除和頻率變換的更好的重現(xiàn)的色度信號。
權(quán)利要求
1.用于已被變換為低頻帶和記錄在磁帶上的色度信號的一種視頻信號重現(xiàn)裝置，包括如下相位恢復(fù)電路，用于恢復(fù)從磁帶讀出的低頻色度信號的相位，以產(chǎn)生相位恢復(fù)的色度信號和頻率變換器，用于變換低頻色度信號的頻率，以產(chǎn)生重現(xiàn)的色度信號。
2.依照權(quán)利要求1的視頻信號重現(xiàn)裝置，其特征在于它還包括以色同步選通信號頻率振蕩的振蕩器，包括相位比較器的相位控制器，相位比較器用于將重現(xiàn)色度信號的色同步選通分量的相位和振蕩器輸出的振蕩信號加以比較，用于平滑來自相位比較器的比較信號的濾波器，和用于響應(yīng)濾波器的輸出改變振蕩頻率的電壓控制的振蕩器，電壓控制振蕩器輸出控制頻率變換器中的頻率變換。
3.依照權(quán)利要求1的視頻信號重現(xiàn)裝置，其特征在于它還包括一個梳狀濾波器，用于從重現(xiàn)色度信號中去除噪聲分量。
4.依照權(quán)利要求3的視頻信號重現(xiàn)裝置，其特征在于所述梳狀濾波器包括用于將來自頻率變換器的重現(xiàn)色度信號延遲至少1個行同步周期的延遲電路，和用于混合從頻率變換器供給的重現(xiàn)色度信號和延遲的色度信號的混合電路。
5.依照權(quán)利要求1的視頻信號重現(xiàn)裝置，其特征在于所述相位恢復(fù)電路包括用于將輸出信號相位與輸入信號相位偏離0°的0°移相器，90°移相器，180°移相器，270°移相器和用于轉(zhuǎn)接這些移相器的開關(guān)部件。
6.依照權(quán)利要求5的視頻信號重現(xiàn)裝置，其特征在于所述270°移相器包括一輸入端，用于接受輸入信號；第一放大器，具有正輸入端，負輸入端和輸出端，所述正輸入端接受通過270°移相器的輸入端加上的輸入信號；反相器和第一電容，串聯(lián)連接在270°移相器的輸入端和第一放大器的輸出端之間；第二放大器，具有正輸入端，負輸入端和輸出端，所述正輸入端接受來自第一放大器的輸出；第二電容器，連接在270°移相器的輸入端和第二放大器的輸出端之間；反饋回路，用于將第二放大器的輸出反饋回第一和第二放大器的負輸入端；和一輸出端，用于接收從第一放大器輸出的信號，其相位從270°移相器的輸入信號相位延遲90°，和用于輸出該信號。
7.依照權(quán)利要求5的視頻信號重現(xiàn)裝置，其特征在于所述90°移相器包括一輸入端，用于接受輸入信號；第一放大器，具有正輸入端，負輸入端，和輸出端，所述正輸入端接受經(jīng)反相的輸入信號；第一電容器，連接在90°移相器的輸入端和第一放大器的輸出端之間；第二放大器，具有正輸入端，負輸入端和輸出端，所述正輸入端接受來自第一放大器的輸出信號；反相器和第二電容器，串聯(lián)連接在90°移相器的輸入端和第二放大器的輸出端之間；返回回路，用于將第二放大器的輸出返回到第一和第二放大器的負輸入端；和一輸出端，用于接收從第一放大器輸出的信號，其相位從90°移相器的輸入信號相位前移90°，和用于輸出該信號。
8.依照權(quán)利要求5的視頻信號重現(xiàn)裝置，其特征在于所述180°移相器包括反相器，用于使輸入信號反相和輸出經(jīng)反相的信號。
9.依照權(quán)利要求5的視頻信號重現(xiàn)裝置，其特征在于所述90°移相器和所述270°移相器具有使輸入信號移相90°的移相功能和使初始輸入信號微分和通過的高通濾波功能。
10.用于重現(xiàn)已被變換為低頻帶和記錄在磁帶上的色度信號的一種視頻信號重現(xiàn)裝置，包括相位恢復(fù)電路，用于恢復(fù)從磁帶讀出的低頻色度信號的相位，和產(chǎn)生相位恢復(fù)的色度信號；梳狀濾波器，從相位恢復(fù)的色度信號中除去噪聲分量；和頻率變換器，用于變換已通過梳狀濾波器的相位恢復(fù)的色度信號的頻率。
11.依照權(quán)利要求10的視頻信號重現(xiàn)裝置，其特征在于所述梳狀濾波器包括用于將來自相位恢復(fù)電路的相位恢復(fù)的色度信號延遲1或2個行同步周期的延遲電路，和用于混合從相位恢復(fù)電路供給的相位恢復(fù)的色度信號和延遲的色度信號的混合電路。
12.依照權(quán)利要求11的視頻信號重現(xiàn)裝置，其特征在于所述相位恢復(fù)電路包括一個用于將輸出信號相位與輸入信號相位偏離0°的0°移相器，一個90°移相器，一個180°移相器，一個270°移相器和用于轉(zhuǎn)接這些移相器的開關(guān)部件。
13.依照權(quán)利要求12的視頻信號重現(xiàn)裝置，其特征在于所述開關(guān)部件響應(yīng)色旋轉(zhuǎn)脈沖和行同步信號轉(zhuǎn)接這四個移相器，并被連接到將輸入信號延遲1個行同步周期的延遲電路和混合電路兩者。
14.依照權(quán)利要求12的視頻信號重現(xiàn)裝置，其特征在于所述開關(guān)部件有第一和第二開關(guān)，用以響應(yīng)色旋轉(zhuǎn)脈沖和行同步信號轉(zhuǎn)接這四個移相器，其中一個開關(guān)與混合電路相連，另一個開關(guān)與將輸入信號延遲2個行同步周期的延遲電路相連。
15.依照權(quán)利要求12的視頻信號重現(xiàn)裝置，其特征在于所述270移相器包括一輸入端，用于接受輸入信號；第一放大器，具有正輸入端，負輸入端和輸出端，所述正輸入端接受通過270°移相器的輸入端加上的輸入信號；反相器和第一電容器，串聯(lián)連接在270°移相器的輸入端和第一放大器的輸出端之間；第二放大器，具有正輸入端，負輸入端和輸出端，所述正輸入端接受來自第一放大器的輸出；第二電容器，連接在270°移相器的輸入端和第二放大器的輸出端之間；返回回路，用于將第二放大器的輸出返回至第一和第二放大器的負輸入端；和一輸出端，用于接收從第一放大器輸出的信號，其相位從270°移相器的輸入信號相位延遲90°，和用于輸出該信號。
16.依照權(quán)利要求12的視頻信號重現(xiàn)裝置，其特征在于所述90°移相器包括一輸入端，用于接受輸入信號；第一放大器，具有正輸入端，負輸入端，和輸出端，所述正輸入端接受經(jīng)反相的輸入信號；第一電容器，連接在90°移相器的輸入端和第一放大器的輸出端之間；第二放大器，具有正輸入端，負輸入端，和輸出端，所述正輸入端接受來自第一放大器的輸出信號；反相器和第二電容器，串聯(lián)連接在90°移相器的輸入端和第二放大器的輸出端之間；返回回路，用于將第二放大器的輸出返回到第一和第二放大器的負輸入端；和一輸出端，用于接收從第一放大器的輸出信號，其相位從90°移相器的輸入信號相位前移了90°，和用于輸出該相位。
17.依照權(quán)利要求12的視頻信號重現(xiàn)裝置，其特征在于所述180°移相器包括反相器，用于反相輸入信號和輸出經(jīng)反相的信號。
18.依照權(quán)利要求12的視頻信號重現(xiàn)裝置，其特征在于所述90°移相器和所述270°移相器具有使輸入信號相位移相90°的移相功能和微分和通過初始輸入信號的高通濾波功能。
全文摘要
一種視頻信號重現(xiàn)裝置重現(xiàn)已變換為低頻帶和記錄在磁帶上的色度信號。從磁帶讀出的低頻色度信號首先受到相位恢復(fù)處理，然后，對于相位恢復(fù)的色度信號實現(xiàn)頻率變換，產(chǎn)生重現(xiàn)的色度信號。這樣，相位恢復(fù)在頻率變換之前實現(xiàn)，和振蕩信號可以從相位控制器中的壓控振蕩器直接加至頻率變換器，因而達到精確的頻率變換。這種結(jié)構(gòu)容許省去額外的頻率變換器或復(fù)雜的帶通濾波器。
文檔編號H04N9/87GK1123988SQ9510836
公開日1996年6月5日 申請日期1995年6月30日 優(yōu)先權(quán)日1994年6月30日
發(fā)明者飯寬 申請人:三洋電機株式會社