(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
映像信号のフレーム周波数に同期し、分周されたパルス信号を発生するパルス回路と、該パルス回路の前記パルス信号により高周波スイッチング制御されるスイッチングレギュレータとを備え、前記パルス信号の周波数が前記フレーム周波数の１／２の奇数倍であることを特徴とする映像機器用電源回路。
【請求項２】
前記映像信号の前記フレーム周波数に同期したパルス信号を発生する手段を有することを特徴とする請求項１に記載の映像機器用電源回路
【請求項３】
前記スイッチング周波数として前記水平ライン周波数近傍の周波数を選定することを特徴とする請求項１又は２に記載の映像機器用電源回路。
【請求項４】
テレビジョン同期信号と共に、フレーム周波数を分周した周波数の１／２の奇数倍のスイッチング周波数を出力するタイミングパルス回路と、該タイミングパルス回路の出力信号によって高周波スイッチング制御されるスイッチングレギュレータとを備えることを特徴とする映像機器用電源回路。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は電源回路、特に画像符号化伝送装置等の映像機器の動作電力を供給するスイッチングレギュレータと称される形式の電源回路に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電子機器の動作電力は、電源回路から供給される。この電源回路は、電池等の直流電源又はＡＣ１００Ｖの商用電源を変圧整流且つ平滑して使用するのが一般的である。電池の場合には、得られる電源電圧が予め決められる。商用電源の場合には、変圧器等の大型且つ重量の大きい部品が必要となる。
【０００３】
そこで、ＡＣ電源を整流平滑し、半導体（トランジスタ）スイッチングデバイスにより高周波でスイッチングし、小型変圧器を用いて所望出力電圧を得る所謂スイッチングレギュレータが広く使用されている。このスイッチングレギュレータは、小型高効率で希望する出力電圧が容易に得られ、しかもスイッチング周波数又は幅を制御することにより、負荷変動に応じて安定した出力電圧を得ることが可能であるという長所を有する。そこで、最近の電子機器、特に家庭用小型電子機器の大半は、このスイッチングレギュレータを用いて動作電力を得ている。
【０００４】
ところで、テレビジョンを含めて種々の映像機器が多くの分野で使用されている。例えば、映像をデジタル符号化して伝送する映像伝送装置がある。斯る映像機器の電源としては、ＡＣ１００Ｖの商用電源を用いるのが普通である。しかし、放送用のテレビジョン信号等を伝送する場合には、電源遮断による伝送信号の中断は絶対に避けなければならない。この為の方法として、データ伝送装置用に設置されているＤＣ４８Ｖの直流電源（２重系）を利用して、外部にＤＣ／ＡＣコンバータ電源設備を用いて、ＤＣ４８ＶをＡＣ１００Ｖに変換し、映像伝送装置に供給する構成とされている。
【０００５】
この場合にも、ＤＣ／ＡＣコンバータ（又はインバータ）電源装置にスイッチングレギュレータを使用する。ここで、スイッチングレギュレータは、大きな電流を高周波でオンオフするので発振（又はスイッチング）周波数及びその整数倍のノイズが外部に漏れる。これに接続された映像伝送装置等の映像機器に、このノイズが侵入すると、映像信号に重畳され、ビートノイズとして画面に縞模様のノイズが現れて画像品質を低下する。斯るビートノイズの阻止又は軽減が大きな技術的課題である。
【０００６】
この画面に現れるスイッチングレギュレータのスイッチング周波数に基づくビートノイズを抑圧する技術は、例えば特開平７−１５４２４４号公報の「映像機器の電源回路」に開示されている。この従来技術は、図１０に示す如く、発振回路１０１、分周回路１０２、ドライブ（駆動）回路１０３及びスイッチングレギュレータ１０４で構成される。このスイッチングレギュレータ１０４は、スイッチングトランジスタＴｒ、トランスＴ、整流器（ダイオード）Ｄ、コンデンサＣ及び安定化回路１０５を含み、この安定化回路１０５より所望電圧Ｖ２の出力電圧の電源を負荷（図示せず）に供給する。
【０００７】
図１０の電源にあっては、水平発振信号に同期したパルス信号を発振回路１０１で発生する。このパルス信号を分周回路１０２により所望周波数に分周してドライブ回路１０３により所望振幅及び波形に増幅して、スイッチングレギュレータ１０４のスイッチングトランジスタＴｒに入力する。分周回路１０２の出力Ｓ２は、発振回路１０１の発振出力Ｓ１の「整数＋０．５」倍に選定される。これにより、ノイズが画面上で水平方向に流れるようになるので、発生するビート縞の画面への影響を視覚的に抑制可能である。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上述した従来の電源回路にあっては、スイッチング周波数を、水平発振周波数である１５．７３４ＫＨｚの「整数＋０．５」倍にする必要がある。そこで、整数ｎを０、１、２、３とするときのスイッチング周波数Ｓ２は夫々７．８６７ＫＨｚ、２３．６０１ＫＨｚ、３９．３３５ＫＨｚ、５５．０６９ＫＨｚとなり、周波数は１５．７３４ＫＨｚ毎に飛び、細かく自由な周波数が使用又は選択できないという制約があった。
【０００９】
そこで、本発明の目的は、スイッチング周波数の選択の幅が広く、例えば１８．５ＫＨｚ近傍の周波数も選択可能であり、しかも画像中にビート縞等の不都合の生じない／又は抑圧可能な映像機器用電源回路を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
前述の課題を解決するため、本発明による映像機器用電源回路は、次のような特徴的な構成を採用している
【００１１】
（１）映像信号のフレーム周波数に同期し、分周されたパルス信号を発生するパルス回路と、該パルス回路の前記パルス信号により高周波スイッチング制御されるスイッチングレギュレータとを備え、前記パルス信号の周波数が前記フレーム周波数の１／２の奇数倍である映像機器用電源回路。
【００１２】
（２）前記映像信号の前記フレーム周波数に同期したパルス信号を発生する手段を有する上記（１）の映像機器用電源回路
【００１３】
（３）前記スイッチング周波数として前記水平ライン周波数近傍の周波数を選定する上記（１）又は（２）の映像機器用電源回路。
【００１４】
（４）テレビジョン同期信号と共に、フレーム周波数を分周した周波数の１／２の奇数倍のスイッチング周波数を出力するタイミングパルス回路と、該タイミングパルス回路の出力信号によって高周波スイッチング制御されるスイッチングレギュレータとを備える映像機器用電源回路。
【００１６】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の映像機器用電源回路の好適実施形態例及び変形例の構成及び動作を添付図、特に図１乃至図９を参照して詳細に説明する。
【００１７】
本発明の映像機器用電源回路は、映像の画面のフレーム周波数Ｆｆに同期したパルス信号を得る手段と、このフレーム周波数に周波数同期して周波数がフレーム周波数の「整数＋０．５」倍となる周波数のスイッチング周波数Ｆｓを得る手段と、このスイッチング周波数でスイッチング回路を駆動する手段とを備えるように構成する。
【００１８】
本発明の構成に於いて、スイッチング周波数Ｆｓをフレーム周波数Ｆｆの（整数＋０．５）倍にすることにより、
Ｆｓ＝（ｎ＋０．５）・Ｆｆ＝（２ｎ＋１）・Ｆｆ／２
の関係が成り立ち、変形すると、
１／Ｆｆ＝（２ｎ＋１）／２・１／Ｆｓ
となる。即ち、フレーム周期Ｔｆ（＝１／Ｆｆ）と、スイッチング周期Ｔｓ（＝１／Ｆｓ）の関係は
Ｔｆ＝（２ｎ＋１）・１／２・Ｔｓとなる。
これより、スイッチング周波数はフレーム周波数の１／２の奇数倍の周波数となる。言い換えると、１フレーム周期は、スイッチング周波数周期の１／２の奇数倍の関係に成る。従って、１フレーム周期毎に、スイッチング位相は１８０度ずれる位相関係にあることを示している。
【００１９】
スイッチング周波数の雑音成分Ｎの信号は、雑音振幅がＡ、周波数角速度がω、画素点ｉ、初期位相角をαとすると、位相角θはθ＝ω・ｉ＋αとなり、画素点ｉの雑音Ｎ（Ｉ）の大きさはＮ（ｉ）＝Ａ・ｓｉｎθで表される。フレーム周波数とスイッチング周波数の関係より、各フレーム毎に位相が反転されるので、画面上の有る画素点の雑音は、初めのフレームでＡ・ｓｉｎθで表される時、次のフレームでは位相がπずれて、Ａ・ｓｉｎ（θ＋π）＝−Ａ・ｓｉｎ（θ）となる。即ち、雑音の振幅の極性が、フレーム毎に反転することより、各画素点の雑音信号成分は２フレームで平均されると、その値は０に成る。
【００２０】
今、画面上に映像が表示される信号に、スイッチング雑音による正弦波のビート縞が重畳された場合、画面上の１フレーム上の各点では、初めの１フレーム周期では、スイッチング周波数の周期Ｔｓで時間的に変化する正弦波の雑音信号が、画面上に表示される時に、水平操作周波数の周期で縦方向に標本化されて、画面上には二次元に表示される。この時にスイッチング周波数と水平同期周波数との関係で生じるビート周波数が、１フレームの画面上に２次元で表示され、ビート縞が見える。スイッチング周波数がフレーム周波数の整数倍であると、次のフレーム度でもこのビート縞は固定する。しかし、０．５倍のオフセットがあると、位相が反転し、この場合。次のフレーム周期では、ビート縞は位相が反転（１８０度シフト）して発生する。このため、２つのフレームの画像を交互に連続して見ることになり、人間の目の平滑化特性で、１８０度位相の異なるビート縞が平均化して見えることになり、結果的には、ビート縞は視覚的には平均値０に近い値に抑圧されて見えることになる。
【００２１】
図１は、本発明による映像機器用電源の好適実施形態例の概略ブロック図であり、図２は、図１の一部分であるパルス回路の詳細ブロック図である。
【００２２】
図１の実施形態例は、ＴＶタイミング発生回路１から発生するフレーム周波数のパルス信号Ｓ１から、所定の倍率（（整数＋０．５）倍）の周波数のクロックＳ２を発生するパルス回路２と、パルス回路２の出力信号Ｓ２を増幅するドライブ回路３と、外部から供給される直流電圧Ｖ１を昇圧（又は降圧）するＤＣ−ＤＣコンバータ構成のスイッチング・レギュレータ４とからなる。
【００２３】
スイッチング・レギュレータ４は、パルストランスＴと、パルストランスＴの一次コイルに直接接続されるスイッチング・トランジスタＴｒと、パルストランスＴの二次コイルに接続されるダイオードＤ、コンデンサＣ及び安定化回路５から成る整流回路６とによって構成され、ドライブ回路３からの駆動パルス信号Ｓ３によってトランジスタＴｒがオン／オフ駆動されることにより、安定化回路５から昇圧した所定の直流電圧Ｖ２を映像機器の他の回路に供給する。
【００２４】
映像機器のＴＶタイミング回路１からフレーム周波数のパルス信号を受けて、パルス回路２に供給する。パルス回路ではこれを１／２の奇数倍（「整数＋０．５」倍）することにより、フレーム周期毎に１８０度変わる周波数のスイッチングパルスＳ３を得る。スイッチングパルスＳ３は、ドライブ回路３で、振幅が増幅され、スイッチング・レギュレータ４に供給され、所望の電圧に昇圧された直流電源Ｖ２が得られる。
【００２５】
スイッチング雑音は、周波数がフレーム周波数と特別な関係に設定してあるので、画面上の電源雑音によるビート縞は抑圧されて、高品質な映像が得られることとなる。
【００２６】
図２は、図１に示したパルス回路２の一例を示すブロック図である。フレーム周波数を１／２に分周する分周Ａカウンタ１１、発信回路１５からのスイッチング周波数のクロックを１／１２３３に分周する分周Ｂカウンタ１２と、分周Ａカウンタ１１及び分周Ｂカウンタ１２の出力を位相比較して比較差の信号を出力する位相比較器１３と、位相比較器１３から出力される比較差の信号を積分する積分回路１４と、積分回路１４の積分値に応じて発振周波数を制御して発生する発振回路１５から成り、発振回路１５は発振周波数Ｓ２がフレーム周波数の１２３３／２＝６１６．５倍となる値でバランスするように制御される。フレーム周波数が３０ｈｚの場合、スイッチング周波数は１８．４９５Ｋｈｚとなる。
【００２７】
図３は、入力される画像信号のフレーム周波数に基づいてスイッチング周波数を発生する手段を備えた、本発明の第２の実施形態例を示す構成である。この実施形態例は、供給された画像信号から同期分離を行いフレーム信号を出力する同期分離回路２１と、所望の比例関係にある周波数のパルスを発生するパルス回路２、ドライブ回路３、スイッチング・レギュレータ４とからなる。同期分離回路２１は入力された画像信号（ベースバンドの複合カラーＴＶ信号）から同期信号を分離してフレームパルス信号を出力してパルス回路２へ供給する。他は、図１に示す好適実施形態例と同じ構成で同様の動作を行う。
【００２８】
図４は、図３に示した同期分離回路２１の備体的構成を示すブロック図である。同期分離回路２１は複合同期分離回路３１と、垂直分離回路３２と、分周回路３３からなる。
【００２９】
複合同期分離回路３１は、供給されたＴＶ信号をクランプして、所定のレベルでスライスすることにより、複合同期信号（水平＋垂直）を分離し、垂直分離回路３２へ供給する。  垂直分離回路は、複合同期信号から垂直同期信号を分離して出力し、分周回路３２へ供給する。テレビ信号はインタレース方式を採用しているため、１フレームの画面は２フィールドから構成されており、フィールド毎に垂直同期信号が発生される。
【００３０】
分周回路３３は１／２の分周カウンタで、入力された垂直同期信号を１／２に分周してフレーム周波数のフレームパルス信号を出力する。
【００３１】
図５は、本発明の映像機器用電源回路の第３の実施形態例を示すブロック図で、ＡＣ１００Ｖ電源の画像符号化伝送装置にビデオフレーム同期機能付きのＤＣ−ＡＣコンバータ電源を適用した場合を示す。
【００３２】
ＤＣ／ＡＣコンバータ電源４２及び４４は、ＤＣ−４８Ｖの電源から映像フレーム周波数と特定の関係を有したスイッチング周波数で、ＤＣ／ＤＣ変換及びＤＣ／ＡＣ変換を行って、ＡＣ１００Ｖの商用電源を発生する。ＤＣ／ＤＣ変換は第２の実施例の構成で実現出来る。即ち、ＤＣ−４８Ｖは入力ビデオ信号に周波数同期した周波数（１８．４９５Ｋｈｚ）で−４８ＶのＤＣ電源からＡＣ１００Ｖを発生するのに適当なＤＣ電圧Ｖ２に変換する。電圧Ｖ２のＤＣ電源はＤＣ−ＡＣコンバータ回路に供給され、ＡＣ変換され、ＡＣ１００Ｖの交流電源を出力する。
【００３３】
ＡＣ電源は画像符号化伝送装置４１及び４２に供給される。送信側が４１受信側が４３である。画像符号化伝送装置が信頼性を高めるため主信号の伝送回路が０系と１系の冗長構成に成っている場合は、２系統のＡＣ１００Ｖが必要で、ＤＣ−４８Ｖ電源及びＤＣ／ＡＣコンバータを２系統設け、２系統のＡＣ１００Ｖ電源を供給するようにする。
【００３４】
画像符号化伝素装置は入力されたアナログの画像信号をＡ／Ｄ変換して符号化処理をおこない、伝送路信号に変換して伝送路に送り出す。受信側の画像符号化伝送受信装置４３は、伝送路を経由して送られてきた伝送路信号から復号化を行い、Ｄ／Ａ変換してアナログの画像信号を再生する。再生された画像信号は、装置から出力されるとともにＤＣ／ＡＣコンバータ電源４４へも供給される。
【００３５】
次に、図６は、図５のＤＣ−ＡＣコンバータ（又はインバータ）４２、４４の備体例を示し、図６（Ａ）はブロッキング発振形の原理図を示す。直流電源はＳＷを経由してトランスの１次側に接続されている。一次側直流電源のスイッチＳＷのオン／オフを繰り返すことによって直流を断続させ、交流にさせる方法で、スイッチの働きはトランジスタに行わせる。図（ｂ）は回路図を示す。出力端子Ｖｏに交流出力が得られる。出力側にＡＣフィルタを付け加えることにより、波形を正弦波形に近くすることが可能である。
【００３６】
図７は、本発明の映像機器用電源回路の第４の実施形態例を示すブロック図である。図１の実施形態例において、ＴＶタイミング発生回路１とパルス回路を共通化して構成を行ったタイミングパルス発生回路６１と、ドライブ回路３スイッチング・レギュレータ４からなる。タイミング発生回路６１は、基本周波数がＫの安定周波数を発生する水晶発振器のクロックを各々必要な値で分周を行い、ＴＶ信号用のタイミング信号として、カラーサブキャリア信号（ＣＳ）、水平同期信号（Ｈ）、垂直同期信号（Ｖ）、フレーム同期信号（Ｆ）を出力するとともに、１８．５Ｋ近傍で、フレーム周波数の１／２の奇数倍となる周波数のスイッチングパルス信号（ＳＰ）を出力し、ドライブ回路３へ供給する。
【００３７】
図８は、図７に示したタイミングパルス発生回路６１体的構成を示すブロック図である。水晶発振回路７１、サブキャリア用のＣＳカウンタ７２、水平同期用のＨカウンタ７３、垂直同期用のＶカウンタ７４、フレーム同期用のＦカウンタ７５及びＳＰカウンタ７６からなる。水晶発振回路７１の基本発信周波数Ｋはカラーサブキャリア周波数（約３．５８Ｍ）の４倍（Ｋ＝ＣＳ＊４）の基本クロック（約１４．３２Ｍ）を出力する。ＣＳテレビ用同期信号等の周波数は以下の関係が有ることより、ＣＳ＝Ｈ＊４５５／２、Ｈ＝Ｆ＊５２５、Ｖ＝Ｆ＊２の関係が有る。これらの関係を利用して分周して各信号を得る。ＣＳカウンタ７２は基本クロックＫを１／４に分周してカラーサブキャリアを出力する、Ｈカウンタ７３は基本クロックＫを１／（４５５＊２）に分周して水平同期信号を出力する。Ｖカウンタ７５は基本クロックＫを１／（４５５＊５２５）に分周して垂直同期信号を出力する。Ｆカウンタは基本クロックＫを１／（４５５＊５２５＊２）に分周してフレーム同期信号を出力する。ＳＰカウンタ７６は基本クロックＫを１／７８０に分周して１８．５Ｋ近傍（１８．３６ＫＨｚ）のスイッチングパルス信号を出力する。この時スイッチングパルスの周波数ＳＰとフレーム周波数Ｆ殿関係はＳＰ＝６１２．５＊Ｆとなっており、ＳＰはＦの１／２の奇数倍である。なお、本実施例は原理構成を示すもので、各種カウンタの構成を、共通の分周比を共用した分周カウンタで構成すれば、より簡単に構成可能である。
【００３８】
図９は、本発明の映像機器用電源回路の第５の実施形態例を示すブロック図である。この実施形態例では、テレビ信号の変わりに、符号化伝送送信装置８１及び符号化伝送受信装置８３からスイッチングパルス信号がＤＣ／ＡＣコンバータ電源８２，８４に供給される。画像符号化送信装置８１は、入力カラーテレビ信号のカラーサブキャリアの４倍の周波数に同期した標本化クロックを求め、テレビ信号をＡ／Ｄ変換する機能を有する。入力カラーテレビに同期した標本化クロックを１／７８０に分周してスイッチングパルス信号が得られ、ＤＣ／ＡＣコンバータ電源８２に供給される。受信側の画像符号化受信装置８３は送信側から送られてきた周波数情報を基に、送信側と同じ周波数の標本化クロックを再生する。再生された標本化クロックで伝送路データを復号化してＤ／Ａ変換して、アナログの画像信号を再生する。また、再生標本化クロックを１／７８０に分周してスイッチングパルス信号ＳＰを発生させ、ＤＣ／ＡＣコンバータ電源８４に供給する。ＤＣ／ＡＣコンバータ電源は供給されるスイッチングパルス信号よりスイッチング処理を行って所望の電源を得て装置に供給する。
【００３９】
スイッチングパルスの周波数は、一例として１８．５ＫＨｚ近傍の周波数を示したが、これに限定されることは無い。本発明によれば、フレーム周波数の１／２の奇数倍で有ればよい。例えば図８において、ＳＰカウンタ７６の分周比を１／７８０でなく、１／６０にすれば、２３８．６４Ｋと高い周波数のスイッチングパルスが得られる。
【００４０】
以上、本発明の映像機器用電源回路の種々の実施形態例を添付図を参照して詳述した。しかし、本発明は斯る特定実施形態のみに限定されるべきではなく、特定用途に応じて種々の変形変更が可能であることが当業者には容易に理解できよう。
【００４１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に於いては、スイッチング電源のスイッチング周波数を、画像信号のフレーム周波数の「整数＋０．５」倍、言い換えると１／２の奇数倍、の周波数に設定することにより、画面上に現れるビート縞の雑音が平均化されて見えるようにすることができ、スイッチング雑音の画面上への影響を抑圧出来る。画像のフレーム周波数は３０Ｈｚと低い値のため、電源のスイッチング周波数はフレーム周波数の１／２の奇数倍に選ぶことが出来ることから、スイッチング周波数は低い周波数から高い周波数まで、細かい間隔で自由に設定でき、スイッチング周波数が既設計の電源にも簡単に応用が可能で、従来の方式に比較して周波数の制約が少なく、幅広い周波数の電源に利用できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の映像機器用電源回路の好適実施形態例のブロック図である。
【図２】図１に示すパルス回路の詳細ブロック図である。
【図３】本発明の映像機器用電源回路の第２の実施形態例のブロック図である。
【図４】図３の同期分離回路の詳細ブロック図である。
【図５】本発明の映像機器用電源回路の第３の実施形態例のブロック図である。
【図６】図５のＤＣ−ＡＣコンバータの原理図（Ａ）及び備体的回路図（Ｂ）である。
【図７】本発明の映像機器用電源回路の第４実施形態例のブロック図である。
【図８】図７のタイミングパルス回路の備体的ブロック図である。
【図９】本発明の映像機器用電源回路の第５の実施形態例のブロック図である。
【図１０】従来の映像機器用電源回路のブロック図である。
【符号の説明】
１、２１                  テレビジョンタイミング発生回路
２                              パルス回路
３                              ドライブ回路
４                              スイッチングレギュレータ
【図１】
0003623670.tif 000002
【図２】
0003623670.tif 000003
【図３】
0003623670.tif 000004
【図４】
0003623670.tif 000005
【図５】
0003623670.tif 000006
【図６】
0003623670.tif 000007
【図７】
0003623670.tif 000008
【図８】
0003623670.tif 000009
【図９】
0003623670.tif 000010
【図１０】
0003623670.tif 000011