JPS5829664B2 - ハンソウシユウハスウ ノ ビデオデンソウケイ オヨビ デ−タデンソウケイ ニ オケル ハンソウハサイセイカイロソウチ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は送信変換器および受信変換器を用いた過変調を
伴う搬送周波数のビデオ伝送系およびデータ伝送系にお
ける搬送波再生回路装置に関する。

変調度ｍが１００％より小さい両側波帯信号をリミッタ
に通して搬送波を再生できる。

これは純粋な両側波帯信号では当該信号の零点通過と変
調搬送波の零点通過とが一致しているからである。

残留側波帯通信（ナイキスト縁）を用い、変調度ｍが１
００％より小さい場合には、搬送波はナイキストフィル
タにより形成された単側波帯信号を濾波し次にリミッタ
に通すことにより得られる。

この目的に使用される帯域通過フィルタは搬送波に関し
てリニアな周波数目盛で対称な特性を有しなければなら
ない。

この帯域通過フィルタの特性が対称でないと、単側波帯
部分が生じ、再生搬送波が位相変調されてしまう。

両側波帯伝送系では搬送波の再生は極めて簡単である。

伝送区間で一緒に伝送される低減搬送波を簡単なリミッ
タで再生できるからである。

この場合リミッタとしては、制限領域に制限された増幅
器を用いる。

両側波帯伝送でこのような簡易な方法で搬送波の再生が
可能であるのは次の理由による；即ち搬送波の零点通過
と両側帯波の零点通過とが常に一致するからである。

ベクトル図により以上の事情を考察すると、搬送波ベク
トルの先端に始点を有する側帯波ベクトルが、互いに反
対方向に旋回する。

そして搬送波ベクトルと両側帯波ベクトルの合成ベクト
ルの位相角は常に零である。

既述のようにリミッタは過度に制御された増幅器から成
り、この増幅器の出力側には搬送周波数の矩形波信号が
生ずる。

このように受信側で搬送波を加え、両側帯波と一緒に伝
達される低減搬送波に該搬送波を同期させるといった複
雑な方法を用いる必要がない。

以上説明した両側波帯伝送系の搬送波再生方法は原理的
には単側波帯伝送系にも使用できる。

しかし単側波帯伝送系では、単側帯波の零点通過が搬送
波の零点通過に対し時間の経過に依存して変動する。

これをベクトル図にて考察すれば、搬送波ベクトルの先
端を始点とする唯一の側帯波ベクトルがあり、従って搬
送波ベクトルと単一側帯波ベクトルの合成ベクトルは零
と３６００との間の位相角を有する。

従ってこの場合搬送波の再生にリミッタを用いるには、
ます側帯波を濾波し、次いで別個に得られる搬送波を既
述の方法によりリミッタを用いて再生する以外にない。

しかしリミッタを用いる方法は、変調度が搬送波に対し
１００％を下回る場合にのみ有効である。

変調度が搬送波に対し１００％であるとは、２つの側帯
波ベクトルの大きさが搬送波ベクトルの大きさの％であ
ることを意味する。

２つの側帯波ベクトルの大きさを加算すれば、搬送波ベ
クトルの大きさに等しいからである。

他方変調度が１００％を越えれば、即ち過度変調の場合
には、搬送波ベクトルと側帯波ベクトルの合成ベクトル
は、側帯波ベクトルの旋回速度に依存する一定の時間間
隔をおいて負極性になる、即ちその極性を反転する。

従って単なるリミッタを用いる方法では、前期時間間隔
に相応するサイクルで極性の反転する搬送波が再生され
てしまう。

これは、側帯波で搬送波を直交変調することに相当する
。

以上のように過変調の場合には、リミッタで搬送波を再
生することはできない。

本発明の基本的課題は、過変調を伴うビデオ伝送系及び
データ伝送系でも、過変調を伴わないビデオ伝送系及び
データ伝送系の場合と同程度に簡単な方法で搬送波を再
生できるようにすることである。

残留側帯波（ナイキスト縁）を伴う単側波帯伝送系のビ
デオ伝送では映像信号帯域が零周波数から始まるので搬
送波が伝送帯域内にあり、搬送波の再生は一層困難であ
る。

次に本発明の詳細な説明する。

過変調を伴う残留側波帯方式のビデオ伝送系では、搬送
波の近傍にある信号周波数成分を過変調の状態から非過
変調の状態に変換すれば、既述のリミッタを用いる搬送
波再生方法を使用することができる。

搬送波の近傍にある信号周波数成分を過変調の状態から
非過変調の状態に変換するには、送信側において送信変
調器にプレエンファシス装置を前置接続し、受信側にお
いて受信変調器にデエンファシス装置を後置接続し、搬
送周波数の近傍での変調度が１００％を下回るようにデ
エンファシス装置を構成する。

既述のようにこの方法を用いるには下記の２つの条件を
充足しなければならない。

１、搬送波又は低減搬送波を一緒に伝送する両側波帯方
式であること。

２、搬送波が過変調されていないこと。

両側帯波方式の場合にのみ、側帯波の零点通過と搬送波
の零点通過とが同時に生じ、従ってリミッタにより搬送
波を再生しても位相ひずみ及びこれに類するその他のひ
ずみが生じない。

これが第１の条件が必要な理由である。

第２の条件が必要な理由は次の通りである；即ち過変調
の状態では、側帯波ベクトルの旋回速度に依存する一定
の時間間隔で合成ベクトルがその極性を反転する（ベク
トル図にて考察した場合）、即ち１８０°だけ旋回する
。

従って単なるリミッタを用いる方法では、前記時間間隔
に相応するサイクルで極性の反転する搬送波が再生され
てしまう。

これは、搬送波を側帯波で直交変調することに相当する
。

リミッタを用いた搬送波の再生方法では、受信側で搬送
波を加え、しかもその際送信側から伝送される低減搬送
波を用いて相当複雑な方法により該搬送波を同期する必
要がない。

しかしリミッタを用いた搬送波再生方法は前記２つの条
件を充足しない限り使用できないというのが、従来では
支配的な考えであった。

しかし本発明では後述のように、残留側波帯通信でしか
も搬送波の過変調が生ずる場合でもなお、リミッタを用
いた簡単な搬送波再生方法を使用できるのである。

しかしこれを実現するには下記の１．及び２．が必要で
ある。

１、搬送波と単側帯波とを分離しなければならない。

２、搬送波の過変調を除去しなければならない。

講ずべき第１の措置は、帯域通過フィルタにより実現で
きる。

第２の措置は次のようにして達成する：即ちプレエンフ
ァシス装置とデエンファシス装置を用いて搬送波の過変
調の除去を可能とするのである。

プレエンファシス装置とデエンファシス装置は周知のよ
うに、高い周波数のエネルギが少ない場合に伝送区間の
雑音に対する高い周波数成分のＳＮ比を改善し、低い周
波数成分に対して高い音声周波数成分を強調して伝送す
るために使用される。

本発明によれば既述の課題は次のようにして解決される
、即ち前記搬送波開先回路装置において。

搬送波抑圧変調器および残留側波帯形成のための後置接
続されたナイキストフィルタを有する送信変換器に位相
および振幅が決定された残留搬送波を供給し、前記送信
変換器にプレエンファシス装置を前置接続し、更にこの
プレエンファシス装置が低い周波数を減衰して搬送周波
数の近傍の搬送周波信号の変調度が１００％以下になる
ように当該プレエンファシス装置を調整し、帯域通過フ
ィルタを有する搬送波再生装置を含む受信変換器にデエ
ンファシス装置を後置接続し、プレエンファシス装置に
よって生じた周波数に依存する減衰が補償されるように
、デエンファシス装置の周波数特性を設定し、帯域通過
フィルタを狭帯域に構成しリニアな周波数目盛で対称的
な周波数特性にしたのである。

本発明の利点は次の点にある、即ち冒頭で記述したリミ
ッタを用いた搬送波再生方法を、残留側波帯通信の場合
や、過変調を生ずる場合にも使用できる。

帯域通過フィルタをｎ路フィルタとして構成する場合、
ｎ路フィルタの監視周波数と搬送周波数とが一致すれば
搬送周波数に関してリニアな周波数目盛で対称な特性曲
線が得られる。

低い周波数の信号対雑音比を改善するためにクランプ回
路をプレエンファシス装置に後置接続できる。

プレエンファシスによる減衰がクランプ回路の妨害電圧
減衰よりいかなる周波数でも大きくならぬようにプレエ
ンファシス装置を調整すれば、プレエンファシスにより
低下した信号対雑音比を後置接続されたクランプ回路に
より完全に補償できる。

本発明の他の実施例によれば搬送波再生装置内に位相調
整装置を設けることができる。

この位相調整装置は一方では絶対位相歪みを調整し、他
方例えば変調器の残留搬送波に起因するｎ路フィルタ内
の周波数変調も阻止する。

次に本発明を実施例につき図面を用いて説明する。

第１図は本発明の回路装置のブロック図であるビデオ信
号は送信変換器ＳＵにおいてプレエンファシス装置１を
介して搬送波抑圧変調器２に印加される。

変調搬送波に対して振幅と位相が所定の残留搬送波は分
岐回路３で搬送周波信号に加えられる。

ナイキストフィルタ４は残留側波帯を形成する。

この搬送周波信号は、必要に応じて更に変換されて伝送
され、受信変換器ＥＵにおいて復調器７および搬送波再
生装置（帯域通過フィルタ５およびリミッタ６）に印加
される。

搬送波再生装置は復調器７を制御する。

デエンファシス装置８は振幅特性を調整し、クランプ回
路９は低い周波数の信号対雑音比を改善する。

第２図にクランプ回路による重畳妨害電圧の減衰度曲線
図を示す。

実線はクランプ回路の減衰特性曲線で、破線はプレエン
ファシス装置に対して有利に定められた減衰特性曲線で
ある。

その場合減衰度をデシベル単位で縦軸にとり、周波数は
ヘルツ単位で横軸にとる。

いかなる周波数においてもプレエンファシス装置による
減衰がクランプ回路による妨害電圧減衰より大きくなら
ないようにプレエンファシス装置を設計すれば、プレエ
ンファシス装置により低下した信号対雑音比はクランプ
回路により完全に補償することができる。

クランプ回路９は直流分再生のために用いる。

クランプ回路９の減衰度は低い周波数領域で極めて大き
く、周波数の増大に伴い低下する（第２図の実線）。

妨害電圧は通常低い周波数領域にあるから、クランプ回
路９の減衰度特性曲線を第２図の実線のように設定すれ
ば、クランプ回路９により妨害電圧を抑圧することがで
きる。

低い周波数位置にあるビデオ信号が加わるプレエンファ
シス装置１の特性曲線を、第２図の破線で示す。

プレエンファシス装置１により、搬送波の近傍にある近
い周波数は充分に減衰され、従って搬送波の近傍にある
低い周波数による変調は非過変調である。

このようにして周波数特性の変更されたビデオ信号は変
調器２に加わり、変調器２により搬送周波位置に変換さ
れる。

既述のように変調器２は搬送波を抑圧する変調器から成
るので変調器２の出力側には両側帯波のみ生ずる。

次いで分岐回路３では、変調器２の出力側から加わる両
側帯波に搬送波を加える。

分岐回路３の出力はナイキストフィルタ４に供給され、
ナイキストフィルタ４の出力側からは第２ｂ図に図示し
た周波数配置の出力を得る。

第２ｂ図から明らかなように、搬送波の周波数位置の信
号周波数は完全には抑圧されていない。

受信側では、帯域通過フィルタ５において搬送波と側帯
波の一部が取り出される。

帯域通過フィルタ５は狭帯域のフィルタから成る。

但しリニアな周波数目盛で搬送波に関して対称な特性を
有していなければならない。

帯域通過フィルタ５の出力はリミッタ６に加わる。

このようにして側帯波の付随しない搬送波を得る。

この搬送波は次いで復調器７に加わる。

復調器７の出力側には原周波数位置のビデオ信号が生ず
る。

但しこのビデオ信号の周波数特性は原ビデオ信号の周波
数特性とは異なる。

低い周波数成分が送信側で抑圧されているからである。

低い周波数成分が抑圧されたビデオ信号を原ビデオ信号
に戻すには、デエンファシス装置が必要である。

そこで復調器７にデエンファシス装置８を後置接続する
。

このようにしてデエンファシス装置８の出力側では、周
波数特性は原ビデオ信号に一致するが直流分を有しない
ビデオ信号を得る。

直流分の再生には、デエンファシス装置８に後置接続さ
れたクランプ回路９を用いる。

次にプレエンファシス装置１及びデエンファシス装置８
について第２４図〜第２ｎ図を用いて説明する。

第２１図〜第２ｎ図において、矩形パルスに重畳された
細いパルスは同期パルスである。

矩形パルスにしたのは説明を簡単にするためである。

第２ｍ図に図示したように、プレエンファシス装置１の
働きにより、第２６図の矩形パルスは歪む。

即ち低い周波数成分が減衰するので、矩形パルスの屋根
の部分に傾斜が生ずる。

伝送区間で生ずる妨害電圧と直流分の喪失により、第２
ｍ図のパルス列は第２ｎ図のように歪む。

即ち低い周波数の妨害電圧が生ずる。

第２ｎ図のパルス列を復調しクランプ回路に加えれば、
第２ｍ図のパルス列を得る。

クランプ回路により直流分が再生され、妨害電圧が除去
されるからである。

しかしクランプ回路により直流分が再生されても、矩形
パルスの屋根の部分の傾斜は元通りにならない。

そこでプレエンファシス装置１のプレエンファシス特性
に対応するデエンファシス特性のデエンファシス装置８
を用いて低い周波数を原レベルに復旧することにより、
矩形パルスの屋根の部分の傾斜を除去する。

かくて第２６図のパルス列を出力として得る。

残留搬送波を垂直帰線消去信号より弱く選べば、例えば とすれば、第３図で示すビデオ周波数と変調度との関係
が得られる。

第３図から明らかなように、プレエンファシス装置１で
プレエンファシスすれば、直流分の近傍及び低い周波数
で、即ち搬送波の近傍で、温変調されず、非過変調の変
調状態になる。

変調度は低い周波数では約１８％で、８０Ｈｚでは１０
０％となり、ＩＫＨｚ以上では約５５０％以上である。

３ｄＢ大きなビデオ信号（ａＴｒＲ二１８ ｂＢ）が供
給されると、低い周波数では変調度が２５％上昇する。

搬送波再生装置の帯域通過フィルタは、搬送周波信号の
側波帯を、高いビデオ周波数でも変調度が１００％より
小さくなるように減衰する役目を有する。

更にこの帯域通過フィルタはナイキストフィルタにより
構成された単側波帯信号を抑圧しなければならない。

しかしこの単側波帯信号は搬送波の近傍では極めて弱い
ので、多くの場合には単側波帯信号は自動的に抑圧され
、更にその変調度も１００％より低くなる。

いずれにせよ帯域通過フィルタは搬送波に関してリニア
な周波数目盛で対称な特性を有していなければならない
。

次に搬送波に関してリニアな周波数目盛で対称な特性を
有するフィルタについて説明する。

フィルタは通常リニアな周波数目盛で非対称である。

ＬＣフィルタは、リニアな周波数目盛で非対称なフィル
タの典型的な例である。

ＬＣフィルタは例えば第２ｃ図に図示した周波数特性を
有する。

リニアな周波数目盛で非対称な周波数特性が好ましくな
いか又は右側の阻止縁の急峻度が不足する場合には、付
加素子を設けて右側の阻止縁の急峻度を増す。

しかしこのようにしても、フィルタの中心周波数（搬送
周波数）に関して理想的な反対称特性にすることはでき
ない。

残留側波帯方式では、搬送波の近傍で信号周波数が完全
には抑圧されず、ある程度減衰されるだけである。

即ち残留側帯波と一方の側帯波とが存在する。

かくて狭帯域フィルタから成る帯域通過フィルタ５の出
力側からは、搬送波と残留側帯波と一方の側帯波が得ら
れる。

帯域通過フィルタ５がリニアな周波数目盛で搬送周波数
に関し非対称な周波数特性を有する場合には、残留側帯
波及び一方の側帯波のうちいずれかが他より大きく減衰
されてしまう。

従って残留側帯波と一方の側帯波と搬送波とを得るが、
残留側帯波と一方の側帯波とがアンバランスである。

第２ｅ図は、帯域通過フィルタ５が非対称の周波数特性
を有する場合、残留側帯波及び一方の側帯波のうちいず
れかが他よりも大きく減衰される状態を示す。

他方帯域通過フィルタ５が対称の周波数特性を有すれば
、このようなことはない。

これを第２ｆ図に示す。第２ｇ図はナイキスト帯域を略
示したものである。

第２ｇ図のナイキスト帯域は２つの成分に分解すること
ができる。

一方の成分は、搬送波と互いに対称な２つの側帯波とか
ら成り、他方の成分は単側帯波から成る。

この単側帯波のナイキスト縁の急峻度は、本来のナイキ
スト縁の急峻度より相当太きい。

そのためこの単側帯波と第２ｊ図の搬送波の右側に隣接
する側帯波とを重畳すれば、第２ｇ図の搬送波の右側に
隣接するナイキスト縁の部分の急峻度に戻る。

次に非対称周波数特性のフィルタと対称周波数特性のフ
ィルタを用いた場合をそれぞれ比較対照して、搬送波及
び両側帯波の濾波につき説明する。

第２ｈ図、第２ｉ図、第２に図はこれらの濾波の説明に
供するベクトル図である。

第２ｈ図において搬送波と両側帯波はベクトルとして図
示されている。

側帯波ベクトルＳ１と側帯波ベクトルＳ２は、大きさが
等しく逆極性の位相で旋回する。

従って合成ベクトルＴＲの位相は一定である。

合成ベクトルＴＲの絶対値が変調のリズムで変化するに
すぎない。

第２１図は単側波帯方式の場合を示す。

単側波帯方式の場合には、合成ベクトルＴＲの絶対値が
変調のリズムで変化するだけでなく、合成ベクトルＴＲ
の位相が変化する。

第２に図は側帯波Ｓ１と側帯波Ｓ２がアンバランスの場
合を示す。

側帯波Ｓ１と側帯波Ｓ２がアンバランスな場合には、合
成ベクトルＴＲの絶対値及び位相の双方が変化する。

第２に図のような状態にあるにもかかわらずこれをリミ
ッタに加えれば、側帯波の付随しない搬送波を得るが、
しかしこの搬送波の位相は周期的に変化する。

このように位相が周期的に変化したのでは、この搬送波
を受信側での復調に用いることはできない。

変調と復調とが同期しないからである。

それ放飼帯波Ｓ１と側帯波Ｓ２とがアンバランスになら
ないようにしなければならない。

即ち側帯波Ｓ１と側帯波Ｓ２を対称にしなければならな
い。

従って通常のフィルタのように対数の周波数目盛で対称
なフィルタでなく、リニアな周波数目盛で対称な周波数
特性のフィルタを使用する必要がある。

この帯域通過フィルタとしてｎ路フィルタを用いると有
利である。

次にｎ路フィルタを用いた本発明の詳細な説明する。

Ｎ路フィルタの構成及び動作は公知であり、「メソード
オプ リデューシング ザＦ、 Ｍ。

スレシュホルト ユージング ア トラッキングｎ−パ
スフィルタＪ（ｒエレクトロニック レターズＪ１９７
０年３月５日、Ｖｏｌ、 ６ 、 Ａ５に掲載）に記載
がある。

第４図においてｎ路フィルタは監視周波数に関してリニ
アな周波数目盛で対称な帯域通過フィルタである。

ｎ路フィルタ内の低域通過フィルタを第５図の特性曲線
を有する簡単なＲＣ低域通過フィルタとして構成すれば
、プレエンファシス回路ＰＥの減衰（鎖線）と低域通過
フィルタＴＰの減衰（第５図の実線で示す）との合成減
衰は第５図の点線となる。

この合成減衰はｎ路フィルタの出力側における変調度を
決定する（第６図）。

ｎ路フィルタの監視周波数が搬送周波数と等しいと仮定
すれば、３ｄＢ大きなビデオ信号でも変調度が２５％よ
り小さい両側波帯信号がｎ路フィルタの出力側で得られ
る。

搬送波はこの両側波帯信号の制限によって得られる。

その際例えば遅延歪みおよびｎ路フィルタの変調器の残
留搬送波およびｎ路フィルタの第２の側波帯に起因する
位相歪みなどの歪みが生ずる。

しかしこれらの歪みは低い周波数でのみ生ずるのでそれ
を位相調整回路を用いて調整できる。

第７図はｎ路フィルタおよび位相調整回路を有する搬送
波再生装置のブロック図である。

搬送周波信号は約９０’位相を調整できる位相回転装置
１１で回転され、位相弁別器１２に印加される。

位相弁別器１２は搬送波により制御される。

その搬送波は復調器も制御する。位相弁別器１２は低域
通過フィルタ１３（低域通過フィルタ１３の特性曲線は
例えば第５図に相当する）を介して位相調整素子１４を
制御する。

位相調整素子１４は搬送周波数の信号の位相を調整しこ
の搬送周波数の信号をｎ路フィルタ１５〜２２に印加す
る。

低域通過フィルタ２３はｎ路フィルタの高次変調積生成
波を除去する。

リミッタ２４は復調搬送波を形成する。

この方法は、低い周波数で低Ｓ／Ｎ比が許されるか又は
クランプ回路を装入できるいかなる広帯域信号（例えば
データ信号）にも使用できる。

【図面の簡単な説明】

図は本発明の説明に供するもので、第１図は本発明の回
路装置のブロック図、第２図はクランプ回路およびプレ
エンファシス回路による重畳妨害電圧の減衰特性曲線図
、第２ｂ図は残留側波帯方式の周波数配置を示す略図、
第２Ｃ図〜第２ｆ図は対称な周波数特性を有するＢＰＦ
と非対称な周波数特性を有するＢＰＦの動作の説明に供
する略図、第２ｇ図及び第２ｊ図は残留側波帯方式のナ
イキスト帯域の分解の説明に供する略図、第２ｈ図、第
２１図、第２に図は非対称な周波数特性を有するＢＰＦ
の動作の説明に供するベクトル図、第２ｇ図〜第２ｎ図
はプレエンファシス装置、デ′エンファシス装置及びク
ランプ回路の動作の説明に供するパルスダイヤグラム、
第３図は変調度曲線図、第４図はｎ路フィルタの略図、
第５図はプレエンファシス回路とｎ路フィルタ内の低域
通過フィルタの合成減衰特性曲線曲線図、第６図はｎ路
フィルタの出力側の変調度曲線図、第７図はｎ路フィル
タと位相調整器とを有する搬送波再生装置の回路略図で
ある。 １・・・・・・プレエンファシス装置、２・・・・・・
変調器、４・・・・・・ナイキストフィルタ、８・・・
・・・デエンファシス装置、９・・・・・・クランプ回
路、１０・・・・・・帯域通過フィルタ、ＳＵ・・・・
・・送信変換器、ＥＵ・・・・・・受信変換器。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 送信変換器および受信変換器を用いた過変調を伴う
   搬送周波数のビデオ伝送系およびデータ伝送系における
   搬送波再生回路装置において、搬送波抑圧変調器２およ
   び残留側波帯を形成する後置接続されたナイキストフィ
   ルタ４を有する送信変換器ＳＵに、位相および振幅の決
   められた残留搬送波を供給し、プレエンファシス装置１
   を送信変換器ＳＵに前置接続し、更にプレエンファシス
   装置１が低い周波数を減衰して搬送周波数の近傍で搬送
   周波信号の変調度が１００％より小さくなるように、プ
   レエンファシス装置１を調節し、帯域通過フィルタ５と
   振幅制限器６とを有する搬送波再生装置１０を含む受信
   変換器ＥＵにデエンファシス装置８を後置接続し、プレ
   エンファシス装置１によって生じた周波数に依存する減
   衰が補償されるように、デエンファシス装置８の周波数
   特性を設定し、帯域通過フィルタ５を狭帯域に構成しリ
   ニアな周波数目盛で対称的な周波数特性にしたことを特
   徴とする搬送波再生回路装置。