专利名称:彩色信号处理装置的制作方法
发明所属的技术范畴本发明是与对电视信号中的彩色载波信号进行频率变换的彩色处理装置，特别是对彩色载波信号进行频率变换并记录再生的磁带录象机之彩色信号处理装置有关的技术，以下，以磁带录象机的彩色信号处理装置为例加以说明。
以往的技术在简易磁带录象机上，把电视信号分离为亮度信号和彩色载波信号CH(载波频率为fCH)，将亮度信号作为成调频信号，将彩色载波信号CH频率变换到比调频信号频率低的频率(约700赫芝)上，得到彩色载波信号CL(载波频率为fCL)，将两信号混合记录。再生时，从再生信号中分离调频信号和彩色载波信号CL，将调频信号解调，得到亮度信号，将彩色载波信号CL频率变换，得到彩色载波信号CH，两信号相加，再生为电视信号。
图1是表示以往的彩色信号处理装置之结构图。(a)表示记录系统，(b)表示再生系统。在图1中，1是彩色载波信号CH的输入端子;2是从记录的亮度信号中分离出来的行同步信号之输入端子;3为自动相位调整器;4为自动频率控制器;5和6为频率变换器;7是彩色载波信号CL之输出端子;8是再生后的彩色载波信号CL之输入端子;9是从再生后的亮度信号中分离出来的行同步信号之输入端子;10为频率变换器;11为自动相位调整器;12为再生后的彩色载波信号CH之输出端子。
下面对以上这种结构的以往的彩色信号处理装置之动作加以说明。
在记录时，自动相位调整器3作为锁相环的一种，输出与从端子1输入的彩色载波信号CH之脉冲串相位同步的频率为fCH的振幅信号。自动频率控制器4也是锁相环的一种，它输出的振幅信号频率与从端子2输入的行同步信号之频率fH成正比，其频率为KfH＝fCL(fCL用比式定义，K是以整数比表示的一定值，例如，在3/4英寸的盒式磁带录象机上，K＝433/4。)。频率变换器5将自动相位调整器3以及自动频率控制器4输出的频率为fCH、fCL的两个振幅信号作为输入，输出频率为(fCH+fCL)或(fCH-fCL)的振幅信号，即频率变换信号。频率变换器6根据频率变换信号，将从端子输入的彩色载波信号CH载波频率从fCH变换为fCL，得到彩色载波信号CL，从端子7上输出。通过自动相位调整以及自动频率控制，即使在进行磁带复制等的情况下，仍能使变换彩色载波信号的载波频率fCL正确地等于KfH。
下面再对再生的动作加以说明。由于再生信号存在时间轴变动，因而，从端子9输入的行同步信号之频率为(fH+△fH)，即具有变动成份△fH，这样，自动频率控制器4追随于行同步信号之频率变化，输出频率为K(fH+△fH)的振幅信号。频率变换器5将从自动相位调整器11输出的频率为fCH的振幅信号以及从自动频率控制器4输出的振幅信号作为其输入，输出频率为(K(fH+△fCH)+fCH)的振幅信号，即频率变换信号。由于从端子8输入的彩色载波信号CL也存在时间轴变动，因而载波频率表现为(fCL+△fCL)。在此，根据时间轴变动的性质，使(△fH/fH)＝(△fCL/fCL)的关系式成立，由于fCL＝KfH，因此，频率变换信号之频率成为(f(fCH+fCL+△fCL)。这样，频率变换器10根据频率变换信号以及从端子8输入的彩色载波信号CL之载波频率(fCL+△fCL)，得到去除了频率变动成份的频率为fCH的彩色载波信号，从端子12上输出。自动相位调整器10将内部固有的频率为fCH的振幅信号与来自频率变换器6的彩色载波信号CH中的脉冲串信号进行相位比较，经过其自动调整的动作，使彩色载波信号的残留相位误差减小。
在以上这种以往的彩色信号处理装置上，通过以频率为fCH的振幅信号以及频率为fCL的振幅信号作为其输入的频率变换器5，得到频率差不多为(fCH+fCL)或者(fCH-fCL)的振幅信号。
但是，由于它需要两个内部具有难于集成电路化的滤波器之频率变换器，结构复杂，因此存在着装置进一步小型化成本进一步下降均有困难这样的问题。另一方面，此装置也采用了易于集成电路化的数字信号处理技术，不再需要电容、电感之类的难于集成电路化的元件，试图使装置小型化、成本降低，但是，虽然采用了数字信号处理技术，其滤波器除特殊场合外，大多数还需要采用电路规模大的乘法器和加法器，因而，从电路规模这一点上看，也存在着难于集成电路化这样的问题。
本发明的目的本发明的目的是为了解决以往存在的上述问题，在数字电路上，可采用电路元件数、电路规模综合减少的结构，提供一个与以往相比附加部件少、集成电路化、小型化、成本降低均有可能的，可进行彩色载波信号频率变换的彩色信号处理装置。另外，就性能上看，它能够进行以往不容易实现的、可正确去除过高频率上的频率变动的频率变换。
本发明的内容本发明的彩色信号处理装置是一种处理标准化、量化后的信号之装置。在此彩色信号处理装置上，备有第一频率变换手段，此变换手段将第一彩色载波信号作为输入，采用第一频率变换信号，变换为载波角频率与第二基准角频率实质相等的第二彩色载波信号。此彩色信号处理装置不象以往那样，将在振幅信号区域上得到的，即包含误差角频率的振幅信号与基准角频率振幅信号相乘，用滤波器去除不需要成份，得到第一频率变换信号，而是在角频率信号或相位信号的区域上进行加减后，通过振幅信号变换，得到第一频率变换信号。即，在自动相位调整电路上得到第一误差角频率信号，进行此第一误差角频率信号与第一基准角频率信号以及第二基准角频率信号的相加或相减运算，得到角频率信号，将此角频率信号积分，得到第一相位信号，将第一相位信号变换为振幅信号，而得到第一频率变换信号。
在上述步骤中，也可以在将第一误差角频率信号、第一基准角频率信号以及第二基准角频率信号分别变换为相位信号后，再进行加减运算，两种方法可得到相同的结果，这一点可根据积分定义而一目了然。在本发明中有一个不再事先申明的约定，即，所谓将角频率区域上加减运算后的信号变换为相位信号也包含着将角频率区域的信号变换为相位信号后再进行加减运算这样的意思。
本发明的效果在本发明中，采用频率变换信号，将第一彩色载波信号变换为其载波角频率与第二基准角频率相等的第二彩色载波信号，变换器的标准化、量化信号同彩色信号处理装置处理，在此处理装置上，第一彩色载波信号所存在的相对基准角频率信号的载波频率变动成份，即误差角频率信号可在自动相位调整电路上得到，通过在角频率信号、相位信号的状态下，将第一以及第二基准角频率信号、误差角频率信号以及用来给予作为彩色信号处理电路所必要的功能，性能的各种角频率信号、相位信号进行加减运算，得到上述频率变换信号，提供了一种变换过程简单，用数字电路实现时的电路元件数、电路规模均减少的结构。本发明就性能上看，第一彩色载波信号所具有的频率变动在宽频带范围内增加，而对于低频区域的变动，则能几乎完全去除，因而，能进行正确的频率变换。
附图的简单说明图1是表示以往的彩色信号处理装置结构的方框图。
图2是表示本发明基本结构的方框图。
图3是表示本发明的第一实例结构之方框图。
图4是表示本发明的第二实例结构之方框图。
图5是表示第一或第二基准角频率信号发生器为自动频率控制电路时的结构方框图。
图6是表示本发明的第三实例结构之方框图。
图7是表示本发明的第四实例结构之方框图。
图8是表示本发明的第五实例结构之方框图。
发明的详细说明本发明的实例是处理标准化、量化信号之装置，用数字信号处理电路实现，以下所说的信号虽然与以往例子中所说的信号为同一名称，但是全部指的是标准化、量化后的信号。本发明各实例中的输入信号是将以往的彩色信号处理装置的输入信号进行模数变换而得到的信号。本发明各实例中的输出信号是经数模变换后而得到的与以往的彩色信号处理装置相同的输出信号。
在有关本发明实例的详细说明之前，先讲一下本发明的基本结构及其动作。
图2是表示本发明基本结构的方框图。图2中，21是得到第一误差角频率信号的手段;22是得到第一角频率信号的手段;23是第一基准角频率信号发生器;24是第二基准角频率信号发生器;25是加减运算器;26是积分器;27是乘法器;28是加法器;29是延迟电路;30是第一相位振幅变换器;31是第一彩色载波信号的输入端子;32是频率变换器;33是乘法器;34是滤波器;35是第二彩色载波信号的输出端子。
下面将要说明以上这样构成的本发明基本结构的彩色信号处理装置之基本动作。由于本发明的装置是与周期为T的时钟脉冲同步动作的数字信号处理电路来实现的，因此，时间t可用t＝nT离散地表示(n为整数)。信号全部可以作为t＝nT的函数来表示。可得到第一误差角频率信号的手段21输出第一误差角频率信号△WE(nT)，它与第一彩色载波信号之载波角频率信号WC1(nT)与第一基准角频率信号WR1]]>(nT)之差频率△WC1(nT)几乎相等，因而，它构成了数字自动相位调整环的一部分。通过可得到第一角频率信号的手段22，将第一基准角频率信号发生器23输出的第一基准角频率信号WR1(nT)、第二基准角频率信号发生器24输出的第二基准角频率信号WR2(nT)与第一误差角频率信号△WE(nT)相加或相减，得到第一角频率信号W1(nT)。
用积分器26，将第一角频率信号W1(nT)积分，成为第一相位信号Q1(nT)。在积分器26上，用乘法器27，将单位时间T与角频率信号W1(nT)相乘，得到每单位时间的相位变化，将其作为加法器28的一个输入，采用可将加法器28的输出延迟时间T的延迟电路29，进行单位时间的延迟，作为加法器28的另一个输入，以此构成了积分器26，它的积分可用式∫W1(t)dt＝Σi = 0n - 1]]>W(it)·T＝Q1(nT)来表示。用相位振幅变换器30，将第一相位信号Q1(nT)变换为a1(nT)＝COS(Q1(nT))。相位振幅变换器30例如可用只读存贮器来实现。在只读存贮器上预先写入数据，用第一相位信号Q1作为地址信号加到只读存贮器上，其输出数据为COSQ1。当用以上方法进行归纳时，振幅信号a1(nT)可用下式表示(加减运算器25进行加法运算的场合)，即a1(nT)＝COS(Σi = 0n - 1]]>(WR1]]>(iT)+WR2]]>(iT)+△WE(iT))·T)…(1)在此，由于第一彩色载波信号的载波角频率信号WC1]]>(nT)与第一基准角频率信号WR1]]>(nT)之差与第一误差角频率信号△WE(nT)几乎相等，因此，下式成立，即WR1]]>(nT)+△WE(nT)
WC1]]>(nT)……(2)此外，由于第二彩色载波信号的载波角频率WC2]]>(nT)与第二基准角频率WR2]]>(nT)实质上相等，因此，下式成立，即WC2]]>(nT)
WR2]]>……(3)根据(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)它表示振幅信号a1(nT)即为第一频率变换信号。频率变换器32采用第一频率变换信号，将第一彩色载波信号变换为第二彩色载波信号。即采用乘法器33，将作为振幅信号的第一彩色载波信号与第一频率变换信号相乘，得到具有两信号的载波角频率之和以及差的载波角频率(其任意一方均与第二彩色载波信号的载波角频率相等)之振幅信号。用滤波器34(此滤波器为数字滤波器，其通常的中心角频率为第二彩色载波信号的角频率WC2]]>)分离第二彩色载波信号，通过端子35输出。
采用以上这种结构，能够在角频率区域内进行加法或减法运算，得到与频率变换信号的角频率相等的角频率信号，经过积分得到相位信号，再进行相位振帽变换，即可直接得到将第一彩色载波信号变换为第二彩色载波信号所必要的频率变换信号，因而，不需要以往那样的用以得到频率变换信号的频率变换器(图1中的频率变换器5)。特别需要指出的是，频率变换器内部具有陡频率特性的滤波器以及乘法器，因而其电路规模大，通过削减频率变换器，能使彩色信号处理装置的电路规模有效地削减。
再者，频率变换信号的角频率可以为第一彩式载波信号的载波角频率与第二彩色载波信号的载波角频率之和或者差的任意一种。在上述动作说明中，对于加减运算器25作加法运算动作的情况已作了说明，即得到具有二者之和角频率的频率变换信号，但是，也可以采用在加减运算器25上进行减法运算，得到具有二者之差角频率的频率变换器信号运算的结构，在以下所讲的本发明实例中也同样如此。
在上述基本结构中，为说明的方便。采用了角频率信号和相位信号，当然，也可以采用在它们上面乘上某个常数所得值的信号。例如，可以得到第一误差角频率信号的手段、第一基准角频率发生器以及第二基准角频率发生器的输出均可以成为乘上常数T(时钟脉冲周期)的角频率信号，即W1T、W2T(它们是单位时间为T的相位差成份)。此时，乘法器27(图2)可以省略。
图3是表示本发明第一实例中的彩色信号处理装置之方框图。在图3上，41是得到第一角频率信号的手段;42是第一基准角频率信号发生器;43是第二基准角频率信号发生器;44、45为加法器;46为积分器;47为相位振幅变换器;48为第一彩色载波信号的输入端子;49为频率变换器;50是第二彩色载波信号的输出端子;51为得到第一误差角频率信号的手段;52为积分器;53为相位振幅变换器;54为相位比较器;55为环路滤波器;56为乘法器。
以下就上述结构的本实例的彩色信号处理装置之动作加以说明。从乘法器56输出的第一误差角频率信号△WE以及从第一基准角频率发生器42输出的第一基准角频率信号WR1]]>用加法器44相加，得到第二角频率信号(WR1+△WE)。用积分器52，将第二角频率信号积分，得到第二相位信号。用相位振幅变换器53，将此第二相位信号，得到相位比较信号。相位比较器54对第一彩色载波信号的脉冲信号与相位比较信号进行相位比较，输出相位差信号。此相位差信号用环路滤波器55进行频带限制，变换为角频率，在乘法器56上，与相当于环路增益的常数相乘，变换为第一误差角频率信号△WE。
在此，通过积分器52→相位振幅变换器53→相位比较器54→环路滤波器55→乘法器56→加法器44→积分器52所连成的环路，构成自动相位调整电路，使△WE＝△W1。在加法器44的输出上得到与第一彩色载波信号的载波角频率WC1]]>相等的第二角频率信号。用加法器45将此第二角频率信号与来自第二基准角频率信号发生器的第二基准角频率信号WR2]]>相加，得到第一角频率信号。用积分器46，将此第一角频率信号积分，得到第一相位信号，用相位振幅变换器47把第一相位信号变换为振幅信号，得到频率变换信号。频率变换器49采用角频率为(WC1+ WR2]]>)的频率变换信号，对载波角频率为WC1]]>的第一彩色载波信号进行频率变换，输出具有两信号角频率之差角频率的信号，因而，所得到的第二彩色载波信号之载波角频率WC2]]>成为((WC1+ WR2) - WC1)]]>，即WR2]]>。
下面将要叙述将本实例的彩色信号处理电路用于磁带录象机时的结构及动作。
记录时，第一彩色载波信号为载波信号CH，第二彩色载波信号为彩色载波信号CL。此时，第一基准角频率信号发生器42是一种能输出与彩色载波信号CH的角频率WCH(≡2πfCH)几乎相等的角频率(一定值)这样的结构，第二基准角频率信号发生器是一种能够输出行同步信号的角频率WH(≡2πfH)的常数K倍之角频率信号K.WH这样的结构，即自动频率控制电路。为此，在加法器44的输出上，得到与输入的彩色载波信号CH的载波角频率WCH相等的角频率。输入行同步信号的角频率ωH虽然存在着误差成份及变动成份，但是，通过第二基准角频率信号发生器43，能够经常得到与此误差变动成份成正比的角频率KWH(＝WCL)，因此，第二彩色载波信号的载波角频率成为规定那样的值KWH。采用这种结构(构成自动相位调整电路以及自动频率控制电路这样的结构)，能使本发明很好地适用于图1所示的记录系统的结构中。另外，第二基准角频率信号发生器43也可采用能简单地得到与KWH几乎相等的一定值这样的结构(仅由自动相位调整电路组成的结构)。
再生时，第一彩色载波信号为具有时间轴变动成份的彩色载波信号CL，第二彩色载波信号为彩色载波信号CH。此时，第一基准角频率信号发生器42成为一种能输出与彩色载波信号CL的载波角频率WCL(≡KWH)几乎相等的角频率(一定值)这样的结构，第二基准角频率信号发生器43成为一种能输出与彩色载波信号CH的载波角频率WCH(用数值本身定义)相等的角频率的结构。这样，在加法器44的输出上，得到与具有时间轴变动成份的彩色载波信号CL的载波角频率WCL相等角频率的信号，由于第二基准角频率信号发生器43输出一定的值WCH，因而得到在第二彩色载波信号上去除时间轴变动成份，即载波角频率成为一定值WCH的彩色载波信号CH。再者，如果第一基准角频率信号发生器42由自动频率控制电路构成，即其输出的角频率追随于行同步信号的角频率WH，成为KWH时，在加法器44的输出上可得到同样的输出信号，即，可得到同样的效果。
图4是表示本发明的第二实例上的彩色信号处理装置之方框图。在图4上凡是与图3所示的模块具有相同功能者均标以相同的编号，其说明省略。在图4中，57为得到第一角频率信号的手段;58为加法器;59为加法器;60为得到误差角频率的手段。它与图3所示的本发明的第一实例结构的不同之点为。得到第一误差角频率信号的手段之输入信号是第二彩色载波信号和第二基准角频率信号;乘法器56的一个输入为常数-h;以及从得到第一角频率信号的手段上取出信号的方法之相异。
以下就上述结构的本实例的彩色信号处理装置之动作加以说明。用积分器52将来自第二基准信号发生器43的角频率信号WR2]]>积分，得到第二相位信号，用相位振幅变换器53将第二相位信号变换为振幅信号，得到相位比较信号。相位比较器54将第二彩色载波信号中的脉冲串信号与相位比较信号相乘，输出相位差信号。用环路滤波器55对相位信号进行频带限制，在乘法器56上与常数-h相乘，变换为第一误差角频率信号△WH。加法器59将来自第二基准角频率信号发生器的第二基准角频率信号WR2]]>与第一误差角频率信号△WH相加，再用加法器58，将加法器59的输出与来自第一基准角频率信号发生器42的第一基准角频率信号WR1]]>相加，得到第一角频率信号(= WR1+ WR2+ △WH]]>)。用积分器46，将第一角频率信号积分，变换为第一相位信号，采用相位振幅变换器47，将第一相位信号变换为振幅信号，得到频率变换信号。频率变换器49采用角频率为(WR1+ WR2+△WE]]>)的频率变换信号，对载波角频率为WC1( ≡ WR1+ △ W1)]]>……(5)的第一彩色载波信号进行频率变换，得到具有两信号角频率之差角频率的信号，以此得到的第二彩色载波信号的载波角频率WC2]]>成为WC2= WR1+ WR2+ △ WE- WC1]]>……(6)
根据(5)、(6)式，使WC2= WR2+ △ WE- △ W1]]>由于第二彩色载波信号成为相位比较器54的输入，因而构成了相位比较器54→环路滤波器55→乘法器56→加法器59→加法器58→积分器46→相位振幅变换器47→频率变换器49→相位比较器54这样的环路，即，构成了自动相位调整电路，使△WE＝△W1。
即，得到误差角频率信号的手段60能够产生与图3所示的本发明第一实例中的可得到误差角频率信号的手段51相同的输出。使第二彩色载波信号的角频率WC2]]>与第一基准角频率WR2]]>相等。
下面讲一下将本实例的彩色信号处理电路用于磁带录象机时的结构及动作。
记录时，第一彩色载波信号为彩色载波信号CH，第二彩色载波信号为彩色载波信号CL。此时，第一基准角频率信号发生器42是一种能输出与彩色载波信号CH的载波角频率WCH几乎相等的角频率(一定值)这样的结构，第二基准角频率信号发生器是一种自动频率控制电路，它输出K.WH的角频率信号，这样，第二彩色载波信号的载波角频率成为规定那样的角频率K.WH。另外，第二基准角频率信号发生器也可以采用能简单地得到与K.WH几乎相等的角频率(一定值)这样的结构。
再生时，第一彩色载波信号为具有时间轴变动成份的彩色波波信号CL，第二彩色载波信号为彩色载波信号CH。此时，第一基准角频率信号发生器42是一种能输出与彩色载波信号CL的载波角频率WCL(≡K.WH)几乎相等的角频率(一定值)这样的结构，第二基准角频率信号发生器43是一种能输出与彩色载波信号CH的载波角频率WCH相等的角频率(一定值)这样的结构。为此，得到了在第二彩色载波信号上除去时间轴变动成份的，即，其载波角频率成为一定值WCH的彩色载波信号CH。另外，第一基准角频率信号发生器42也可以作为自动频率控制电路。采用这种结构，能使本发明适用于图1(b)所示的再生系统的结构中。
图5是表示如图2、图3、图4所示的第一基准角频率信号发生器或第二基准角频率信号发生器是一种能够输出其角频率为行同步信号角频率的常数K倍之角频率信号这样的电路的结构图，即自动频率控制电路的结构图。图5中，61为行同步信号的输入端子;62为相位比较器;63为环路滤波器;64为乘法器;65为加法器;66为积分器;67为相位振幅变换器;68为乘法器;69为输出端子。
下面对以上这种结构的自动频率控制电路的动作加以说明。
相位比较器62输出从端子61输入的行同步信号与来自相位振幅变换器67的振幅信号之相位差，通过环路滤波器63，用乘法器64，将其与常数m相乘，得到作为误差角频率的误差水平角频率△WHE。加法器65将与行同步信号之角频率几乎相等的角频率(常数)WHR与上述误差水平角频率△WHE相加，再用积分器66积分，变换为相位信号，通过相位振幅变换器67，将此相位信号变换为振幅信号，作为相位比较器62的一个输入。
在此，输入的行同步信号之角频率信号WH用下式定义WH＝WHR+△WHO……(7)另外，由于相位比较器62→环路滤波器63→乘法器64→加法器65→积分器66→相位振幅变换器67→相位比较器62连成了环路结构，因而，与自动相位调整的情况一样，使△WHE＝△WHO，在加法器65的输出上得到与输入的行同步信号之角频率相等的角频率信号。用乘法器68将此角频率信号与常数K相乘，得到所必要的基准角频率信号。
图6是表示本发明第三实例的彩色信号处理装置之方框图。如图所示，它能够很方便地附加图3之第一实例上的、进行高精度频率变换的手段。在图6上凡是与图3的实例中进行同样动作的模块均标以相同编号，其动作说明省略。它与图3之结构的不同之点是设置了将相位比较器54输出的相位差信号变换为第一误差角相位信号的第一滤波器71、将上述相位差信号变换为第二误差相位信号的第二滤波器72、将上述第一误差相位信号与积分器46的输出信号相加法器73以及第上述第二误差相位信号与积分器52的输出信号相加的加法器74。
在图6上，由加法器44→积分器52→相位振幅变换器53→相位比较器54→环路滤波器55→乘法器56→加法器44构成自动相位调整环路。在模拟信号的处理中，特别是在数字信号处理时，这些电路的信号处理时间成为问题。由于这些电路的延迟，自动相位调整环路的频带受到限制，使其对于高频带的频率变动不能充分地应答。即，如果我们将相位比较所得到的相位差信号变换为误差角频率信号，再将其变换为相位信号，然后反馈到相位比较信号上，则在数字信号处理时，信号处理所需要的时间加大，根据相位差信号，使相位比较信号大幅度变化，故而需要有大的环路增益，但为了系统的稳定性，此增益必需要有限度，因此，在此方法中，不能将相位比较的结果反馈到相位比较后的相位比较信号本身。在此情况下，反馈时间至少应在一个行扫描期间TH之后。
在此，我们着眼于相位差信号，分析一下自动相位调整环路的动作。为了使以下的分析比较方便，假定相位差信号相对每个脉冲串信号均规定为一个值，脉冲串信号的宽度相对TH足够的小，可将其忽略。相位差信号能够被看作在每个TH上变化一次的信号，即在TH期间一定的信号。
若第一彩色载波信号中的相位为θC1(nTH)＝θR1(nTH)+△θ1(nTH)，相位比较信号的相位为θP(nTH)＝θR1(nTH)+△θE(nTH)则相位差信号△Qp(nTH)成为△θP(nTH)＝△θ1(nTH)-△θE(nTH)将它除以TH，得到环路增益h，一旦给与了环路滤波器的特性，则误差角频率成为△WE(nTH)。将其与第一基准角频率WR1]]>(nTH)相加，得到第二角频率信号，积分器52将其积分，由于第二角频率信号一般说来在TH期间是一定的。因此，若将其作为TH的函数来表示，则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变换△Φ(Z)为
△φE(ZH)＝ (ZH-1)/(1-ZH-1) ·△WE(ZH)·TH其中，ZH为标准化周期TH的时间离散系统之Z变换算子;△WE(ZH)为△WE(nTH)的Z变换。再者，若以环路滤波器为主所决定的环路传送特性为G(Z)，则△WE(Z)采用相位差信号的Z变换，成为△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)，结果使△φP(ZH)＝ (1-ZH-1)/(1-ZH-1+hG(Z)·ZH-1) ·△φ1(ZH)。
它表现出高通特性，低频带的相位变动被去除。另外，当相当对于输入频率的变动，△θ1(nT)成为相对n单调上升的函数△θ1(nT)＝n△W1(△W一定)时，则△φ1(ZH)＝ (ZH-1)/((1-ZH-1)2) ·△W1因此，当我们以G(Z)＝1计算△φP(ZH)的反变换时，可得到
△θP(nT)＝ (△W)/(h)它表示相位差信号成为一定值。
采用第一滤波器71和加法器73也可去除此△φP(ZH)，例如，当第一滤波器的增益为1时，在频率变换器49上可完全去除变动成份。若第一滤波器的增益为h，则变动成份成为(1-h)倍。但是相位变动完全去除，相反，由于存在不需要对噪声应答的可能性，因此，根据频率n，适当改变增益，则对于低频带能完全除去变动，而对于高频带则不怎么能够去除。
若G(Z)＝1，则△φP(ZH)＝ (1-Z-1)/(1-(1-h)·ZH-1) ·△φ1(ZH)因此，当频率特性在高频带f＝1/TH附近时，可得到
另外，根据系统稳定条件，需要O＜h＜l，因此2/(2-h) ＞1它表示在高频带上变动成份被增强。不能将其反馈到相位比较后的自身脉冲串信号及相位比较信号上。为了改善这一点，采用第二滤波器72和加法器74，将相位差信号直接与第二相位信号相加，则能解决这一问题。即，若第二滤波器的特性为hG(Z)，则
△φE(ZH)＝ (hG(ZH)·ZH-1)/(1-ZH) ·△φP(ZH)+hG(ZH)·△φP(ZH)＝ (hG(ZH))/(1-ZH) ·△φP(ZH)此时，由于△φP(ZH)＝ (1-ZH-1)/(1+hG(Z)-ZH-1) ·△φ(ZH)因此，当G(Z)＝1时，在高频带上成为2/(2+h)即，成为比1小的值，它表示自动相位调整环路的频率特性得到改善。
对于以上这些，在采用模拟信号处理时，能检测自动相位调整回路上残留的变动成份。但是，将其与频率变换信号、相位比较信号进行加减运算则比较困难，还需要可变延迟线等器件，需要进行高价的复杂的信号处理，因而，要提高精度则存在着困难，若使用本发明，则能够在角频率区域、相位区域上对变动成份进行加减运算，因而能简单、正确地进行处理。
图7是表示本发明第四实例的彩色信号处理装置之方框图。如图所示，它能够方便地附加图4第二实例上的高精度进行频率变换的手段。在此图上凡是与图4、图6上进行相同动作的模块均标以同一编号，其说明省略。本发明的第四实例是在图4的第二实例上追加了将第二彩色载波信号变换为第三彩色载波信号的手段，即第三基准角频率信号发生器75、将第二、第三基准角频率信号相加的加法器76、积分器77、相位振幅变换器78、频率变换器79、第三彩色载波信号的输出端子80、以及图6第三实例上的可进行高精度频率变换的手段，即第一滤波器71、第二滤波器72、加法器73、加法器74。它与图6的第三实例一样，能在较宽的频率范围内正确取除第一彩色载波信号中的频率变换并进行频率变换。另外，就电路规模上看，它通过将第二基准角频率选择为取样频率的1/N，甚至为1/2N(N为整数)，能够使构成相位比较器的乘法器规模减小。另外，在磁带录象机的再生系统上，由于第一彩色载波信号是经过低频率变换后的彩色载波信号，因而，此时通过降低第二基准角频率，能使频率变换器49上处理后的信号取样频率降低，相位振幅变换器47、频率变换器49的规模减小，从整体上看，其规模相对于图6所示的第三实例不至于加大。
图8是表示本发明第五实例的彩色信号处理装置之方框图。它相当于图4、图6所示的本发明的第二、第四实例上的第二基准角频率为零，即，第二彩色载波信号为解调信号的情况。它由解调部件和调制部件组成。在图8中，48为第一彩色载波信号的输入端子;42为第一基准角频率信号发生器;81为加法器;82为积分器;83为加法器;84、85为相位振幅变换器;86为第一解调器;87为第二解调器;88为环路滤波器;89为乘法器;91为第四基准角频率信号发生器;92为积分器;93为加法器;94、95为相位振幅变换器;96为调制器;97、98为乘法器;99为加法器;100为第四彩色载波信号的输出端子。
下面，对上述结构的第五实例之动作加以说明。在解调部件上，加法器81将第一基准角频率信号与第一误差角频率信号相加，得到第三角频率信号，通过积分器82，得到第三相位信号。加法器83在第三相位信号上加上90度的相位信号，得到第四相位信号。相位振幅变换器84、85将第三、第四相位信号变换为振幅信号，得到第一、第二解调用的频率变换信号。第一、第二解调器86、87采用具有与从输入端子48输入的第一彩色载波信号的角频率实质相等之角频率的、相互间具有90度相位差的第一、第二解调用的频率变换信号，对第一彩色载波信号解调，得到第一、第二解调信号。环路滤波器88对第一解调信号的频带适当限制，变换为角频率信号，因而，它具有与图3等的环路滤波器55实质相等的特性。乘法器89将环路滤波器88的输出与决定自动相位调整电路之环路增益的常数-h相乘，变换为第一误差角频率信号。
另一方面，在调制部件上用积分器92，对形成作为输出信号的第四彩色载波信号之载波角频率的第四基准角频率信号积分，得到第五相位信号。加法器93在第五相位信号上加上90度的相位信号，得到第六相位信号。相位振幅变换器94、95将第五、第六相位信号变换为振幅信号，得到第一、第二调制用的频率变换信号。调制器96由乘法器97、98以及加法器99组成，将具有第四基准角频率的、相互间具有90度相位差的第一、第二调制用的频率变换信号与第一、第二解调信号相乘，并用加法器99相加，得到第四彩色载波信号。
本发明的第五实例是根据第一解调信号，得到相位差信号，将其变换，得到误差角频率信号、误差相位信号，通过将这两种信号与积分器82的输出信号、积分器92的输出信号相加，能进行正确的调制，卽频率变换。
本发明的第五实例还在调制器96的后面设置了将第四彩色载波信号变换为第五彩色载波信号的频率变换手段，用以去除残留的频率变动。
在第五实例上，通过对彩色载波信号的解调，能使自动相位调整电路的相位比较器与第一解调器合一。另外，由于解调信号的频带较低，约在500千赫左右，因而使数字信号处理的取样频率能够降低。这样，通过将磁带录象机再生系统上的彩色信号处理所必要的串形滤波器、自动增益控制电路、频率变换时的最狭频带滤波器等集中配置在这一部分上，能使彩色信号处理电路的整体规模减小。在此，自动增益控制电路的振幅检测信号可根据第二解调信号正确地得到。用它能够去除包含在相位差信号，卽第一解调信号上的振幅成分，因而能得到更准确的相位差信号。另外，根据第二解调信号，检测脉冲串信号的电平，可判别出输入图象信号是彩色信号还是黑白信号。
再者，由于在NTSC制、PAL制、SCAM制的各种情况下，载波角频率不同，为了将其分离，一般需要改变滤波器的频带，在本实例上能够简单地做到这一点，通过用解调信号进行正确的频带限制，使得其大部分电路能在各种制式下公用。
另外，在本实例中，需用两个乘法器来作调制器，但是由于采用了取样角频率的 1/2 N(N为整数)来作为第四基准角频率，因而能使乘法器、相位振幅变换器简单化，其后，用乘法器和一个频率变换器卽可将彩色载波信号变换为必要的角频率，能使乘法器、相位振幅变换器的规模减小。
通过彩色信号处理装置不仅能进行上述的频率变换，而且，可用串形滤波器去除再生时来自相邻磁道的串扰，为此，在进行记录再生时的频率变换之际，可按以下的处理方式(a)、(b)，对频率变换信号进行处理。
(a)频率变换信号的相位在一个行扫描期间内是一定的并且周期性变化的方式。例如，频率变换信号的频率为(fc+40fh)，在一帧中的一个半帧期间，各行扫描期间的相位均偏移90度，成为90度、180度、270度、0度，在另一个半帧期间，各行扫描期间的相位偏移-90，成为270度、180度、90度、0度。
(b)频率变换信号的频率至少在一半帧期间或者在一个记录磁道期间是一定的并且周期性变化的方式。例如，频率变换信号的频率在一个帧中的一个半帧期间为(fc+(44- 1/8 )·fh)，在另一个半帧期间为(fc+(44+ 1/8 )·fh)。
对于上述两种方式，本发明均能方便地实现。卽，对于方式(a)，可以在图2所示的结构上，将至少在一个行扫描期间一定的并且周期性变化的相位信号与积分器26的输出相加，作为相位振幅变换器30的输入来构成之。对于方式(b)，可以使第一或第二基准角频率发生器具有能产生与行同步信号的频率差不多成比例的、至少在一个半帧期间或一个记录磁道期间是一定的并且周期性变化的角频率信号这样的功能。例如，在图4中，可在乘法器68的常数K输入端上设置二输入一输出的开关，二输入中的一个输入常数K1，另一个输入常数K2，每隔半帧切换一次开关而构成之。例如，K1＝(44- 1/8 )，K2＝(44+ 1/8 )。作为其它方法，也可以每隔半帧，将各半帧的角频率之差与图2中的加法器25的输出相加，作为积分器26的输入来实现之。
以上是以磁带录象机为例说明的，但是，本发明不仅仅限定在磁带录象机的彩色信号处理装置上，它也能适用于对彩色载波信号进行频率变换的彩色信号处理装置，如视频磁盘机等。
勘误表
权利要求
1.对于备有以第一彩色载波信号作为输入，采用第一频率变换信号，将第一彩色载波信号变换为其载波角频率与第二基准角频率实质相等的第二彩色载波信号之第一频率变换手段的彩色信号处理装置，是以备有可得到与第一彩色载波信号的载波角频率信号和第一基准角频率信号之差几乎相第的第一误差角频率信号之手段、将作为上述第一基准角频率信号以及上述第一误差角频率信号与第二基准角频率信号之和或差的第一角频率信号积分而得到第一相位信号的第一积分手段以及将上述第一相位信号变换为振幅信号，得到第一频率变换信号的第一相位振幅变换手段为特征的、处理标准化、量化后信号的彩色信号处理装置。
2.关于申请范围的第一项，是以可得到的第一误差角频率的手段备有将第一彩色载波信号中的脉冲串信号与相位比较信号进行相位比较而得到相位差信号的手段、将上述相位差信号变换为第一误差角频率信号的手段、将作为第一误差角频率信号与第一基准角频率信号之和或差的第二角频率信号积分而得到第二相位信号的第二积分手段以及将第二相位信号变换为振幅信号，得到上述相位比较信号的第二相位振幅变换手段为特征的彩色信号处理装置。
3.关于申请范围的第二项，是以可得到第一误差角频率信号的手段备有将上述相位差信号经过变换而得到的第一误差相位信号与上述第一相位信号相加的手段为特征的彩色信号处理装置。
4.关于申请范围的第二项，是以可得到第一误差角频率信号的手段备有将上述相位差信号经过变换而得到的第一误差相位信号与上述第二相位信号相加的手段为特征的彩色信号处理装置。
5.关于申请范围的第一项，是以可得到第一误差角频率的手段备有将第二彩色载波信号中的脉冲串信号与相位比较信号进行相位比较而得到相位差信号的手段、将相位差信号变换为第一误差角频率信号的手段、将作为第一误差角频率信号与第二基准角频率信号之和或差的第二角频率信号积分而得到第二相位信号的第二积分手段以及将第二相位信号变换为振幅信号而得到上述相位比较信号的手段为特征的彩色信号处理装置。
6.关于申请范围的第五项，是以可得到第一误差角频率信号的手段备有将相位差信号经变换而得到的第一误差相位信号与配置在第一频率变换器后级的第二频率变换手段之频率变换信号的相位信号相加的手段为特征的彩色信号处理装置。
7.关于申请范围的第五项，是以可得到第一误差角频率信号的手段备有将上述相位差信号经变换而得到第一误差相位信号与上述第二相位信号相加的手段为特征的彩色信号处理装置。
8.对于备有以第一彩色载波信号作为输入，采用相互间具有90度相位差的第一、第二解调用的频率变换信号，将第一彩色载波信号变换为第一、第二解调信号的第一、第二解调手段以及以第一、第二解调信号作为输入，采用相互间具有90度相位差的第三、第四调制用的频率变换信号，将其变换为载波角频率与第四基准角频率实质相等的第四彩色载波信号之调制手段的彩色信号处理装置，是以备有根据第一解调信号而得到第一误差频率信号的手段、将作为上述第一基准角频率与上述第一误差角频率信号之和或差的第三角频率信号积分而得到第三相位信号之和或差的第三角频率信号积分而得到第三相位信号的第三积分手段、在第三相位信号上加上90度的相位信号得到第四相位信号的手段、将第三、第四相位信号变换为振幅信号，得到上述第一、第二解调用的频率变换信号的第三、第四相位振幅变换手段、将第四基准角频率信号积分而得到第五相位信号的第四积分手段、在第五相位信号上加上90度的相位信号而得到第六相位信号的手段以及将第五、第六相位信号变换为振幅信号，得到上述第一、第二调制用的频率变换信号的第五、第六相位振幅变换手段为特征的、处理标准化、量化后信号的彩色信号处理装置。
9.关于申请范围的第八项，是以可得到第一误差角频率信号的手段备有将上述相位差信号经过变换而得到的第一误差相位信号与上述第三相位信号相加的手段为特征的彩色信号处理装置。
10.关于申请范围的第八项，是以可得到第一误差角频率信号的手段备有将上述相位差信号经过变换而得到的第一误差相位信号与上述第五相位信号相加的手段为特征的彩色信号处理装置。
11.关于申请范围的第八项，是以可得到第一误差角频率信号的手段备有将第一解调信号经过变换而得到的第一误差相位信号与配置在调制手段后级的第二频率变换手段之频率变换信号的相位信号相加的手段为特征的彩色信号处理装置。
专利摘要
在处理标准化、量化信号的彩色信号处理装置里，本发明是将APC电路所得的误差角频率信号、第1及第2标准角频率信号、以及作为彩色信号处理装置而给予必要的机能、性能的各种角频率信号、相位信号用角频率信号、相位信号的状态通过加算或者减算，把所得的将第1载波色度信号变换为第2载波彩色信号的频率变换信号的程序简化，从而提供减少装置的电路元件数量、规模的构造。本发明还具有能够正确变化频率的优点。
文档编号H04N9/80GK85103515SQ85103515
公开日1986年10月29日 申请日期1985年5月2日
发明者加藤士郎, 桥本清一 申请人:松下电器产业株式会社导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan