JP2533107B2 - 再生ｆｍ信号のリミツタ処理回路 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） この発明は、例えばビデオテープレコーダやビデオデ
ィスクプレーヤ等のように、ビデオ信号をFM変調してテ
ープやディスク等の記録媒体に記録する記録再生装置に
係り、特にその記録媒体を再生して得られる再生FM信号
に対して、上側波と下側波のレベルが略等しくなるよう
にリミッタ処理を施す再生FM信号のリミッタ処理回路の
改良に関する。

（従来の技術） 周知のように、例えばビデオテープレコーダやビデオ
ディスクプレーヤ等の記録再生装置にあっては、ビデオ
信号をFM変調してテープやディスク等の記録媒体に記録
するようにしている。そして、この場合、キャリア信号
と上下両側波の振幅レベルが等しいFM信号を記録媒体に
記録し、再生すると、上側波のレベルが低下し、下側波
のレベルが増大することが知られている。

一方、従来より、低変調指数のFM波が帯域の狭い伝送
系を通過して、上側波が欠如したとき、このFM波をリミ
ッタに通すことにより、上側帯波が再生されて、上下両
側帯波の振幅レベルを等しくすることができることが知
られている。そこで、上記のような記録再生装置におい
ては、再生されたFM信号にリミッタ処理を施すことによ
り、上下両側帯波の振幅レベルを等しくしてから、FM復
調動作を行なうようにしている。

ところで、ビデオ信号の記録再生装置では、その再生
画面上で黒から白へとステップ状に変化している部分に
おいて、白のエッジの部分がところどころ欠けて黒く見
える。いわゆる反転現象が生じることがある。これは、
ビデオ信号の記録再生を行なった際に、再生FM信号の振
幅レベルが部分的に低くなって、リミッタのスライス域
をはずれてしまい、リミッタの出力としてみると信号が
欠如した部分が生じるからである。そして、リミッタの
出力信号が部分的に欠如するということは、ビデオ信号
が低周波数になったことと等価であり、このため、復調
出力で黒の信号が生じるものである。

ここで、上記反転現象を防止するために、従来、ビデ
オ信号の記録再生装置では、再生系にイコライザ回路を
介在させて、ビデオ信号の高域成分のレベルを強調する
ようにしている。ところが、このような反転現象の防止
手段では、CINの劣化した上側波のレベルを高くするこ
とになり、SIN及び周波数特性の劣化を招くという問題
が生じる。

そこで、従来より、二重リミッタ方式と称される反転
現象の防止手段が考えられている。すなわち、第５図に
おいて、11はFM変調されたビデオ信号が供給される入力
端子である。この入力端子11に供給されたFM変調信号
は、記録用増幅回路12及び記録ヘッド13を介して、記録
媒体としてのテープ14に記録される。

また、テープ14に記録されたFM変調信号は、再生ヘッ
ド15に読み取られ、ヘッド増幅回路16及びイコライザ回
路17を介して、ダブルリミッタ18に供給される。このダ
ブルリミッタ18は、第６図に示すように構成される。す
なわち、入力端子19には、イコライザ回路17から出力さ
れる再生ビデオ信号が供給される。この入力端子19に供
給された再生ビデオ信号は、高域通過フィルタ20により
高域成分が抽出され、移相回路21で所定量移相された
後、リミッタ22によりレベル制限される。

一方、入力端子19に供給された再生ビデオ信号は、低
域通過フィルタ23により低域成分が抽出される。そし
て、上記リミッタ22及び低域通過フィルタ23の出力が加
算回路24で加算され、その加算出力がリミッタ25により
再びレベル制限されて、ここに二重レベル制限が施さ
れ、反転現象が防止された再生ビデオ信号が得られる。
その後、この再生ビデオ信号は、出力端子26を介して図
示しないFM復調回路に供給され、復調動作に供される。

しかしながら、上記のような従来の二重リミッタ方式
では、低域通過フィルタ23の特性を、その次段のリミッ
タ25によって反転現象が抑えられる範囲までしか伸ばす
ことができず、その結果、再生ビデオ信号の変調度が低
下してしまい、良好な復調動作が行なえなくなるという
問題が生じる。

（発明が解決しようとする問題点） 以上のように、従来の再生FM信号のリミッタ処理手段
では、反転現象を防止させると再生FM信号の変調度が低
下し良好なFM復調動作が行なえなくなり、再生FM信号の
変調度を低下させないようにすると、反転現象を防止す
ることができなくなるという、相反する問題を有してい
る。

そこで、この発明は上記事情を考慮してなされたもの
で、再生FM信号の変調度を低下させずに、反転現象も防
止し得る極めて良好な再生FM信号のリミッタ処理回路を
提供することを目的とする。

［発明の構成］ （問題点を解決するための手段） すなわち、この発明に係る再生FM信号のリミッタ処理
回路は、FM変調信号が記録された記録媒体を再生して得
られる再生FM信号に対し、上側波と下側波のレベルが略
等しくなるようにリミッタ処理を施すものを対象として
いる。

そして、再生FM信号の高域レベルを強調してレベル変
動分を除去した信号と、再生FM信号の低域レベルを強調
して所定量遅延レベル制御した信号とを加算する。その
後、この加算出力のレベル変動分を除去した信号と、再
生FM信号の低域レベルを強調して所定量遅延レベル制御
した信号とを加算し、その加算出力のレベル変動分を除
去するようにしたものである。

（作用） 上記のような構成によれば、再生FM信号の高域レベル
を強調してレベル変動分を除去することにより、反転現
象が生じないようにするとともに、再生FM信号の下側帯
波のエネルギーを上側帯波に移すことができ、反転余裕
を増加させ、この増加した反転余裕に低域レベルを強調
した再生FM信号を加算して、上下側帯波のエネルギーを
増やし、以下、この動作を２回繰り返すようにしたの
で、再生FM信号の変調度を低下させずに、反転現象も防
止することができるものである。

（実施例） 以下、この発明をビデオテープレコーダに適用した場
合の一実施例について、図面を参照して詳細に説明す
る。第１図において、27はビデオ信号の供給される入力
端子である。この入力端子27に供給されたビデオ信号
は、エンファシス回路28でエンファシス処理が施された
後、FM変調回路29によりFM変調され、記録用増幅回路30
及び記録ヘッド31を介して、テープ32に記録される。こ
の場合、記録用増幅回路30から出力されるFM変調信号の
特性は、第２図（ａ）に示すようになっているとする。

そして、テープ32に記録されたFM変調信号を、再生ヘ
ッド33で再生し、増幅回路34によって使用帯域で周波数
特性が平坦になるように増幅する。すると、増幅回路34
から出力される再生FM信号は、第２図（ｂ）に示すよう
に、高域つまり上側波のレベルが抑圧されたものとなっ
ている。ただし、ここでは、再生FM信号のうち、第１上
下側波に関してのみ考えることにする。すなわち、上下
第１側波のエネルギーの和J₁は、 J₁＝J_-1＋J₊₁ …（１） となる。

ここで、上記増幅回路34から出力される再生FM信号
は、高域強調回路35により、第２図（ｃ）に示すような
特性で、その高域成分のレベルが強調された後、リミッ
タ36で反転現象が起きないようにレベル変動分が除去さ
れる。このときの高域強調回路35の特性は、テープ32、
再生ヘッド33系の特性に合わせて決められるもので、こ
こでは、第１上側帯波の周波数でキャリアのレベルに比
して（１＋l₁）倍、第１下側帯波の周波数でキャリアの
レベルに比して（１−l₁）倍のレベルとなるような特性
をもたせている。このため、高域強調回路35から出力さ
れる再生FM信号は、第２図（ｄ）に示すように、第１上
側帯波の周波数でエネルギー（J₊₁′）が J₊₁′＝（１＋l₁）J₊₁ となり、第１下側帯波の周波数でエネルギー（J_-1′）
が J₊₁′＝（１−l₁）J_-1 となっている。

そして、このときの上下第１側波のエネルギーの和
（J₁′）は、 J₁′＝（１−l₁）J_-1＋（１＋l₁）J₊₁ ＝J_-1＋J₊₁＋l₁（J₊₁−J_-1） …（２） となり、（１），（２）式より、 ΔJ₁′＝J₁′−J₁＝l₁（J₊₁−J_-1） となる。そして、ここでは、 J₊₁＜J_-1 であるから、変調度は低下したことになる。ただし、ノ
イズレベルが平坦である場合は、キャリア周波数_ｃか
ら_ｍだけ離れた点のノイズレベルは、 Ｎ（_ｃ−_ｍ）＝Ｎ（_ｃ−_ｍ） となっており、第２図（ｃ）に示す特性で高域強調を行
なっても、ノイズレベルは相殺され、S/Nが劣化するこ
とはなくなる。

ここで、高域強調回路35から出力される再生FM信号
は、リミッタ36に供給されることにより、上側波と下側
波のレベルが、第２図（ｅ）に示すように等しくなされ
る。すなわち、上下第１側波のエネルギー（J_-1″），
（J₊₁″）は、 となる。

一方、上記増幅回路34から出力される再生FM信号は、
低域強調回路37に供給されて、低域成分のレベルが強調
される。この低域強調回路37の特性は、第２図（ｆ）に
示すように、第１上側帯波の周波数でキャリアのレベル
に比して（１−m₁）倍、第１下側帯波の周波数でキャリ
アのレベルに比して（１＋m₁）倍のレベルとなるもので
ある。このため、低域強調回路37から出力される再生FM
信号は、第２図（ｇ）に示すように、第１上側帯波の周
波数でエネルギー（J₊₁）が、 J₊₁＝（１−m₁）J₊₁ となり、第１下側帯波の周波数でエネルギー（J_-1）
が、 J_-1＝（１＋m₁）J_-1 となっている。そして、このときの上下第１側波のエネ
ルギーの和（J₁）は、 J₁＝（１＋m₁）J_-1＋（１−m₁）J₊₁ ＝J_-1＋J₊₁＋m₁（J_-1−J₊₁） となる。

その後、低域強調回路37から出力される再生FM信号
は、遅延回路38で所定量遅延され、リミッタ36から出力
される再生FM信号と位相合わせが行なわれる。そして、
この遅延回路38から出力される再生FM信号は、レベル制
御回路39でレベル調整された後、加算回路40によって、
リミッタ36から出力される再生FM信号と加算される。す
ると、加算回路40から出力される再生FM信号は、第２図
（ｈ）に示すように、第１上側帯波の周波数でエネルギ
ー（J₊₁）が となり、第１下側帯波の周波数でエネルギー（J
_-1′）が となる。なお、J₀＝２J₀である。

そして、この加算回路40から出力される再生FM信号
は、リミッタ41に供給されることにより、上側波と下側
波のレベルが、第２図（ｉ）に示すように等しくなされ
る。すなわち、キャリアのレベルを（J₀）とすると、上
下第１側波のエネルギー は、 となる。

なお、上記低域強調回路37における（m₁）の値及びレ
ベル制御回路39によるレベル制御は、リミッタ41で反転
現象が起きないように設定される。

また、前記増幅回路34から出力される再生FM信号は、
低域強調回路42に供給されて、低域成分のレベルが強調
される。この低域強調回路42の特性は、第２図（ｊ）に
示すように、第１上側帯波の周波数でキャリアのレベル
に比して（１−m₂）倍、第１下側帯波の周波数でキャリ
アのレベルに比して（１＋m₂）倍のレベルとなるもので
ある。このため、低域強調回路42から出力される再生FM
信号は、第２図（ｋ）に示すように、第１上側帯波の周
波数でエネルギー が となり、第１下側帯波の周波数でエネルギー が J_-1＝（１＋m₂）J_-1 となっている。そして、このときの上下第１側波のエネ
ルギーの和 は、 となる。

その後、低域強調回路42から出力される再生FM信号
は、遅延回路43で所定量遅延され、リミッタ41から出力
される再生FM信号と位相合わせが行なわれる。そして、
この遅延回路43から出力される再生FM信号は、レベル制
御回路44でレベル調整された後、加算回路45によって、
リミッタ41から出力される再生FM信号と加算される。す
ると、加算回路45から出力される再生FM信号は、第２図
（ｌ）に示すように、第１上側帯波の周波数でエネルギ
ー が となり、第１下側帯波の周波数でエネルギー が となる。なお、 である。

そして、この加算回路45から出力される再生FM信号
は、リミッタ46に供給されることにより、上側波と下側
波のレベルが、第２図（ｍ）に示すように等しくなされ
る。すなわち、キャリアのレベルを（J₀）とすると、上
下第１側波のエネルギー は、 となる。ここで、前述したように、 J₊₁＜J_-1 であるから、上下第１側波のレベルは、上式の によって決定されることになる。このため、 だけ変調度が増加したことになる。

なお、上記低域強調回路42における（m₂）の値及びレ
ベル制御回路44によるレベル制御は、リミッタ46で反転
現象が起きないように設定される。

そして、上記リミッタ46から出力される再生FM信号
は、FM復調回路47によりFM復調された後、ディエンファ
シス回路48でディエンファシス処理が施され、周波数特
性調整回路49及び出力端子50を介して、図示しない画像
再生系に供給され、画像表示に供される。

したがって、上記実施例のような構成によれば、増幅
回路34から出力される再生FM信号の、高域成分を強調し
てリミッタ36により下側波のエネルギーを上側波に移
し、反転現象が生じないようにした信号の下側波の反転
余裕部分に、再生FM信号の低域成分を強調して加算し、
この加算出力に対してリミッタ41により下側波のエネル
ギーを上側波に移し、反転現象が生じないようにした信
号の下側波の反転余裕部分に、再生FM信号の低域成分を
強調して加算し、この加算出力に対してリミッタ46によ
り下側波のエネルギーを上側波に移し、反転現象が生じ
ないようにしている。

このため、再生FM信号の変調度を低下させずに、反転
現象を防止することができるものである。また、上記実
施例では、加算動作を２回行なうようにしたが、これは
３回以上の複数回行なうように構成してもよいことはも
ちろんである。

さらに、FM復調後の周波数特性が高域強調となった場
合には、高域抑圧回路を付加することにより、十分にS/
Nを改善することができる。

次に、第３図は、上記高域強調回路35の構成を具体的
に示すものである。すなわち、入力端子51に供給された
再生FM信号は、遅延回路52,53により遅延され、加算回
路54で遅延前の信号と加算されて、レベル制御回路55に
よってレベル調整された後、位相反転回路56で位相反転
される。そして、位相反転回路56の出力が、加算回路57
によって、遅延回路52の出力から、実質的に減算され、
出力端子58を介して、前記リミッタ36に出力される。

また、第４図は、上記低減強調回路37,42の構成を具
体的に示すものである。すなわち、入力端子59に供給さ
れた再生FM信号は、遅延回路60,61により遅延され、加
算回路62で遅延前の信号と加算されて、レベル制御回路
63によってレベル調整された後、加算回路64により遅延
回路60の出力と加算され、出力端子65を介して、前記遅
延回路38,43に出力される。

なお、この発明は上記実施例に限定されるものではな
く、この外その要旨を逸脱しない範囲で種種変形して実
施することができる。

［発明の効果］ したがって、以上詳述したようにこの発明によれば、
再生FM信号の変調度を低下させずに、反転現象も防止し
得る極めて良好な再生FM信号のリミッタ処理回路を提供
することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明に係る再生FM信号のリミッタ処理回路
の一実施例を示すブロック構成図、第２図は同実施例の
動作を説明するための図、第３図及び第４図はそれぞれ
同実施例に用いられる高域強調回路及び低域強調回路の
具体的構成を示すブロック構成図、第５図及び第６図は
それぞれ従来の再生FM信号のリミッタ処理回路を示すブ
ロック構成図である。 11…入力端子、12…記録用増幅回路、13…記録ヘッド、
14…テープ、15…再生ヘッド、16…ヘッド増幅回路、17
…イコライザ回路、18…ダブルリミッタ、19…入力端
子、20…高域通過フィルタ、21…移相回路、22…リミッ
タ、23…低域通過フィルタ、24…加算回路、25…リミッ
タ、26…出力端子、27…入力端子、28…エンファシス回
路、29…FM変調回路、30…記録用増幅回路、31…記録ヘ
ッド、32…テープ、33…再生ヘッド、34…増幅回路、35
…高域強調回路、36…リミッタ、37…低域強調回路、38
…遅延回路、39…レベル制御回路、40…加算回路、41…
リミッタ、42…低域強調回路、43…遅延回路、44…レベ
ル制御回路、45…加算回路、46…リミッタ、47…FM復調
回路、48…ディエンファシス回路、49…周波数特性調整
回路、50…出力端子、51…入力端子、52,53…遅延回
路、54…加算回路、55…レベル制御回路、56…位相反転
回路、57…加算回路、58…出力端子、59…入力端子、6
0,61…遅延回路、62…加算回路、63…レベル制御回路、
64…加算回路、65…出力端子。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】FM変調信号が記録された記録媒体を再生し
   て得られる再生FM信号に対し、上側波と下側波のレベル
   が略等しくなるようにリミッタ処理を施す再生FM信号の
   リミッタ処理回路において、前記再生FM信号の高域成分
   のレベルを強調する高域強調手段と、この高域強調手段
   の出力信号のレベル変動分を除去する第１のリミッタ手
   段と、前記再生FM信号の低域成分のレベルを強調する第
   １の低域強調手段と、この第１の低域強調手段の出力を
   所定量遅延する第１の遅延手段と、この第１の遅延手段
   の出力をレベル制御する第１のレベル制御手段と、この
   第１のレベル制御手段の出力と前記第１のリミッタ手段
   の出力とを加算する第１の加算手段と、この加算手段の
   出力信号のレベル変動分を除去する第２のリミッタ手段
   と、前記再生FM信号の低域成分のレベルを強調する第２
   の低域強調手段と、この第２の低域強調手段の出力を所
   定量遅延する第２の遅延手段と、この第２の遅延手段の
   出力をレベル制御する第２のレベル制御手段と、この第
   ２のレベル制御手段の出力と前記第２のリミッタ手段の
   出力とを加算する第２の加算手段と、この第２の加算手
   段の出力信号のレベル変動分を除去する第３のリミッタ
   手段とを具備してなることを特徴とする再生FM信号のリ
   ミッタ処理回路。