JP2757370B2 - 非線形信号処理装置 - Google Patents

非線形信号処理装置

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JP2757370B2 JP63105126A JP10512688A JP2757370B2 JP 2757370 B2 JP2757370 B2 JP 2757370B2 JP 63105126 A JP63105126 A JP 63105126A JP 10512688 A JP10512688 A JP 10512688A JP 2757370 B2 JP2757370 B2 JP 2757370B2
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  • Tone Control, Compression And Expansion, Limiting Amplitude (AREA)
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  • Reduction Or Emphasis Of Bandwidth Of Signals (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、デジタル信号処理による、非線形信号処理
装置に関する。
〔発明の概要〕
本発明は、ベースバンドの入力信号に対応するデジタ
ル高域フィルタと、非線形変換用の2個のROM少くとも
一方が本線に挿入され、少くとも他方が遅延器を含むフ
ィードバックループに挿入されたデジタルリミッタとを
備え、簡単な構成で所要の非線形特性を安定に実現する
ことのできる非線形信号処理装置である。
〔従来の技術〕
従来、ビデオテープレコーダ(VTR)においては、輝
度信号Yの高域成分のS/Nを改善するために、エンファ
シス処理が行なわれている。そして、信号レベルが低い
場合のエンファシス量を多くしておき、高レベルの信号
に対してはエンファシス量を低減して、過変調・反転の
ようなエンファシス過度に起因する弊害を防止した、ノ
ンリニアエンファシス回路が賞用されている。
VTRによっては、搬送色信号(クロマ信号)CのS/Nを
改善するために、側帯波をノンリニアエンファシス処理
するようにしたものもある。
従来のクロマ信号用のノンリニアエンファシス回路
(10)は、例えば第6図に示すように、主伝送路(本
線)(11)に挿入された加算器(12)と、本線(11)か
らの入力信号が供給される帯域消去フィルタ(トラッ
プ)(13)と、このトラップ(13)と加算器(12)との
間に挿入されたリミッタ(14)及び減衰器(15)とから
構成される。
なお、リミッタ(14)は、例えば、1対のダイオード
が相互に逆極性に並列接続されて構成される。
周知のように、ダイオードの電圧電流特性は、いわゆ
るニー(knee)電位で屈曲するノンリニア特性であっ
て、信号電流が充分に流れる導通状態では、ダイオード
は内部抵抗が小さいスイッチとして動作し、信号の振幅
が制限される。
信号電流が微弱な場合、ダイオードの内部抵抗が大き
くなり、リミッタ(14)はコンプレッサとして動作す
る。
そして、ダイオードに信号電流が流れない場合、その
内部抵抗が無限大となって、トラップ(13)はリミッタ
(14)に何ら影響されない。
従って、エンファシス回路(10)の基本周波数特性は
トラップ(13)で決定され、エンファシス量は減衰器
(15)で決定され、信号レベルに対するエンファシス特
性はリミッタ(14)で決定されて、第6図のノンリニア
エンファシス回路(10)の周波数特性は、第7図に示す
ように、入力信号レベルが低くなるにつれて、両側帯波
の高域成分が強調された特性となる。
また、上述のノンリニアエンファシス回路を、演算増
幅器の出力端子と反転入力端子との間に接続する等し
て、逆特性のノンリニデアエンファシス回路が構成され
る。
エンファシス回路及びデエンファシス回路の具体的な
構成例を第8図及び第9図に示す。
第8図において、コンデンサC11,コイルL11及び調整
用抵抗器R11から成るトラップがトランジスタQ12のベー
スに接続され、次段のトランジスタQ13のエミッタの出
力が、逆並列接続されたダイオードD11及びD12から成る
リミッタを介して、トランジスタQ12のベースにフィー
ドバックされる。このエンファシス回路の出力はトラン
ジスタQ14のエミッタから、ダイオードD13を経て導出さ
れる。
第9図において、コンデンサC21,コイルL21及び調整
用抵抗器R21から成るトラップがトランジスタQ22のベー
スに接続され、次段のトランジスタQ23のエミッタの出
力が、逆並列接続されたダイオードD21及びD22から成る
リミッタを介して、トランジスタQ22のベースにフィー
ドバックされる。このデエンファシス回路の出力はトラ
ンジスタQ21のコレクタから導出される。
〔発明が解決しようとする課題〕
前述のようなアナログのノンリニアエンファシス回路
は、その非線形性を、例えばダイオードのような半導体
素子の非線形特性そのものに依存しているため、エンフ
ァシス特性が不安定である,調整を必要とする等の問題
があった。
かかる問題を解消するため、例えば双1次変換による
デジタル化が考えられる。
ところが、前出第7図に示すような帯域消去フィルタ
特性をそのままデジタル化すると、帯域消去フィルタの
伝達函数が、一般に、z-1の2次函数となって、構成が
複雑になるという問題が生ずる。
また、クロマ信号の帯域幅は、±500kHz程度と比較的
狭いにも拘らず、副搬送波周波数fscが3.58MHzと比較的
高いため、サンプリング周波数を2fscより高く設定しな
ければならず、回路構成が複雑になると共に、消費電力
が大きいという問題が生ずる。
なお、VTRの再生時、隣接トラックからのクロマ信号
のクロストークを除去するために、中心周波数がfscの
櫛形フィルタを用いており、低域変換クロマ信号の周波
数領域でデジタルエンファシス処理を行なうことは困難
である。
かかる点に鑑み、本発明の目的は、簡単な構成で、消
費電力が少なく、特性が安定な非線形信号処理装置を提
供するところにある。
〔課題を解決するための手段〕
本発明は、例えば第1図及び第2図に示すように、供
給される搬送色信号Cをベースバンドの色差信号R−Y,
B−Yに復調する復調器(51)と、復調器(51)で復調
したベースバンドの色差信号R−Y,B−Yをデジタル変
換するアナログ/デジタル変換器(23R),(23B)と、
アナログ/デジタル変換器(23R),(23B)でデジタル
変換したベースバンドの色差信号R−Y,B−Yをそれぞ
れ第1の係数乗算器(31)を介して第1の加算器(33)
に供給すると共に、第2の係数乗算器(32)及び第1の
単位遅延器(34)を介して第1の加算器(33)に供給し
て成る高域フィルタ手段(30R),(30B)と、高域フィ
ルタ手段(30R),(30B)の出力をそれぞれ伝送する本
線(43)に第2の加算器(44)と少くとも第1の非線形
変換回路(41)とを挿入すると共に、本線(43)の信号
を第2の単位遅延器(45)を介して第2の加算器(44)
にフィードバックするループ内に少くとも第2の非線形
変換回路(42)を挿入して成るリミッタ手段(40R),
(40B)と、リミッタ手段(40R),(40B)の出力をア
ナログ変換するデジタル/アナログ変換器(24R),(2
4B)と、デジタル/アナログ変換器(24R),(24B)で
アナログ変換されたリミッタ手段(40R),(40B)の出
力を変調して、ノンリニアエンファシスされた搬送色信
号Cemphを得る変調器と(52)とを備えた非線形信号処
理装置である。
〔作用〕
かかる構成によれば、所要の非線形特性が安定に実現
される。
しかも、クロマ信号を復調器で復調して得たベースバ
ンドの色差信号(その帯域幅は±500kHz程度と比較的狭
い)をデジタル回路でノンリニアエンファシス処理する
ようにしたことにより、例えば信号のデジタル変換に際
してのサンプリング周波数が500kHzの2倍の1MHz程度で
足りるようになるので、回路構成が簡単になると共に、
消費電力が低減される。
〔実施例〕
以下、第1図〜第5図を参照しながら、本発明による
非線形信号処理装置をVTRのクロマエンファシスに適用
した一実施例について説明する。
本発明の一実施例の要部の構成を第1図に示し、全体
の構成を第2図に示す。
第2図において、(30R)及び(30B)はデジタル高域
フィルタ、(40R)及び(40B)はデジタルリミッタであ
って、それぞれ第1図に示すように構成される。
搬送色信号Cがカラー復調器(51)に供給されて、1
対の色差信号(R−Y)及び(B−Y)が復調される。
A−D変換器(23R)を通った赤色差信号(R−Y)が
本線(21R)を経て加算器(22R)に供給されると共に、
高域フィルタ(30R)及びリミッタ(40R)を介して、加
算器(22R)に供給される。同様に、A−D変換器(23
B)を通った青色差信号(B−Y)が本線(21B)を経て
加算器(22B)に供給されると共に、高域フィルタ(30
B)及びリミッタ(40B)を介して、加算器(22B)に供
給される。両加算器(22R)及び(22B)の出力が、それ
ぞれD−A変換器(24R)及び(24B)を介して、カラー
変調器(52)に供給されて、この変調器(52)からノン
リニアエンファシスされた搬送色信号Cemphが出力され
る。
上述のように、本実施例においては、ベースバンド信
号である色差信号をノンリニアエンファシス処理するた
め、前出第6図等のトラップに代えて高域フィルタが用
いられる。
第1図に示すように、高域フィルタ(30)は本線(2
1)からの入力信号が共通に供給される第1及び第2の
係数乗算器(31)及び(32)と、係数乗算器(31)及び
(32)の出力がそれぞれ供給される加算器(33)及び単
位遅延器(34)とを備え、遅延器(34)の出力が加算器
(33)に供給されて構成される。
リミッタ(40)は、第1及び第2の非線形変換回路
(ROM)(41)及び(42)と、本線(43)のROM(41)よ
りも上流に挿入された加算器(44)と、ROM(42)の出
力を加算器(44)にフィードバックする単位遅延器(4
5)とを備え、加算器(44)の出力が両ROM(41)及び
(42)に共通に供給され、ROM(41)の出力が導出され
て構成される。
次に、第3図及び第4図をも参照しながら、本実施例
の動作について説明する。
前述のように、本実施例では、ノンリニアエンファシ
ス処理をベースバンドで行なうため、前出第6図のアナ
ログノンリニアエンファシス回路中のトラップ(13),
リミッタ(14)及び減衰器(15)は、第3図Aに示すよ
うに、コイルL及び抵抗器Rlを直列接続した高域フィル
タ(3)と、逆並列接続されたダイオード対(4)とを
並列に接続して、基本的に構成される。そして、ダイオ
ード対(4)の内部抵抗を可変抵抗器Rvに置換すること
により、その等価回路は同図Bのように表わされる。ま
た、そのエンファシス特性は前出第7図の正の周波数領
域の特性が基準とされる。
第3図Bの回路の伝達函数は次の(1)式のように表
わされる。
この(1)式に次の(2)式で示される双1次変換を
施して、(3)式で表わされるような特性のデジタルフ
ィルタが得られる。
ここにTはサンプリング周期 この(3)式のうち、分子の(C+Dz-1)は第1図の
高域フィルタ(30)の形に構成され、C及びDがそれぞ
れ乗算器(31)及び(32)の係数となる。また、分母の
1−B(Rv)z-1は同図のリミッタ(40)のうち、第2
のROM(42),加算器(44)及び遅延器(45)のフィー
ドバックループの形に形成される。更に、分子のA(R
v)は第1のROM(41)として構成される。
ダイオード対(4)の内部抵抗Rvは、入力信号レベル
に応じてノンリニアに変化するから、第1図のROM(4
1)及び(42)に(3a)式及び(3b)式に相当するデー
タを格納することにより、何らの調整を必要とせずに、
安定な特性のデジタルリミッタ(40)が構成される。
この場合、分子のA(Rv)が主として振幅特性を表わ
し、分母のB(Rv)が主として周波数特性を表わし、第
2図のノンリニアエンファシス回路の特性は、Rvの変化
に対して、第4図に示すように変化する。
第1図のデジタルリミッタ(40)は、第5図Aに示す
ように、フィードバックループ内でROM(42)を本線(4
3)に移動させると共に、フィードバックループよりも
下流側の本線(43)にA(Rv)/B(Rv)に相当するデー
タが格納されたROM(41H)を挿入したリミッタ(40H)
と置換してもよい。または同図Bに示すように、本線
(43)の下流のROM(41)を本線(43)上でフィードバ
ックループ内に移動させると共に、B(Rv)/A(Rv)に
相応するデータが格納されたROM(42J)の出力を単位遅
延器(45)を介して加算器(44)にフィードバックする
リミッタ(40J)と置換してもよい。
但し、第5図のリミッタ(40)及び(40J)では、ROM
(41H)または(42J)に格納すべきデータのダイナミッ
タレンジが大きくなる。
以上、本発明をVTRのクロマエンファシスに適用した
実施例について説明したが、本発明をクロマデエンファ
シスに適用する場合は、第1図の加算器(22)、第2図
の加算器(22R)及び(22B)に代えて、それぞれ減算器
を用いればよい。
いずれの場合にも、本発明では、搬送色信号ではな
く、ベースバンドの色差信号をデジタル処理するように
したので、例えば1MHz程度のサンプリング周波数で足
り、回路構成が簡単になると共に、消費電力が低減され
る。
更に、本発明は、2個のROMに適宜のデータを格納す
ることにより、輝度信号Yのノンリニアエンファシス及
びノンリニアデエンファシスに適用することができる。
〔発明の効果〕
以上詳述のように、本発明によれば、搬送色信号をベ
ースバンドの色差信号に復調する復調器と、このベース
バンドの色差信号に対応するデジタル高域フィルタと、
非線形変換用の2個のROMの少くとも一方が本線に挿入
され、少くとも他方が遅延器を含むフィードバックルー
プに挿入されたデジタルリミッタとを備えるようにした
ので、所要の非線形特性を安定に実現することができ、
しかも回路構成が簡単であると共に消費電力を低減した
非線形信号処理装置が得られる。
【図面の簡単な説明】
第1図及び第2図は本発明による非線形信号処理装置の
一実施例の要部及び全体の構成を示すブロック図、第3
図は本発明の説明のための結線図、第4図は本発明の一
実施例の特性を示す線図、第5図は本発明の実施例の要
部の構成を示すブロック図、第6図及び第7図は従来の
ノンリニアエンファシス回路の構成例を示すブロック図
及びその特性曲線図、第8図及び第9図は従来のノンリ
ニアエンファシス回路及びノンリニアデエンファシス回
路の具体的構成例を示す結線図である。 (30),(30R),(30B)はデジタル高域フィルタ、
(40),(40R),(40B)はデジタルリミッタ、(4
1),(42)は非線形変換回路(ROM)である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) H04N 5/91 - 5/956 H04N 9/79 - 9/898 H03G 11/00 H03H 11/02 G11B 20/06 H04B 1/62

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】供給される搬送色信号をベースバンドの色
    差信号に復調する復調器と、 上記復調器で復調した上記ベースバンドの色差信号をデ
    ジタル変換するアナログ/デジタル変換器と、 上記アナログ/デジタル変換器でデジタル変換した上記
    ベースバンドの色差信号を第1の係数乗算器を介して第
    1の加算器に供給すると共に、第2の係数乗算器及び第
    1の単位遅延器を介して上記第1の加算器に供給して成
    る高域フィルタ手段と、 この高域フィルタ手段の出力を伝送する本線に第2の加
    算器と少くとも第1の非線形変換回路とを挿入すると共
    に、上記本線の信号を第2の単位遅延器を介して上記第
    2の加算器にフィードバックするループ内に少くとも第
    2の非線形変換回路を挿入して成るリミッタ手段と、 上記リミッタ手段の出力をアナログ変換するデジタル/
    アナログ変換器と、 上記デジタル/アナログ変換器でアナログ変換された上
    記リミッタ手段の出力を変調して、ノンリニアエンファ
    シスされた搬送色信号を得る変調器と を備えたことを特徴とする非線形信号処理装置。
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