JPH01248816A - デジタルフィルタ - Google Patents

デジタルフィルタ

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JPH01248816A
JPH01248816A JP63076909A JP7690988A JPH01248816A JP H01248816 A JPH01248816 A JP H01248816A JP 63076909 A JP63076909 A JP 63076909A JP 7690988 A JP7690988 A JP 7690988A JP H01248816 A JPH01248816 A JP H01248816A
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JP
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emphasis
processing
term
processing circuit
denominator
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JP63076909A
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Inventor
Tatsuyuki Ono
大野 達之
Masahiko Motai
正彦 馬渡
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Toshiba Corp
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Toshiba Corp
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    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03HIMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
    • H03H17/00Networks using digital techniques
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03HIMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
    • H03H17/00Networks using digital techniques
    • H03H17/02Frequency selective networks
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N5/00Details of television systems
    • H04N5/76Television signal recording
    • H04N5/91Television signal processing therefor
    • H04N5/92Transformation of the television signal for recording, e.g. modulation, frequency changing; Inverse transformation for playback
    • H04N5/923Transformation of the television signal for recording, e.g. modulation, frequency changing; Inverse transformation for playback using preemphasis of the signal before modulation and deemphasis of the signal after demodulation

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

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、FM変調時は、変調信号をプリエンファシ
ス処理し、FM復調時は、復調された変調信号をディエ
ンファシス処理するデジタルフィルタに関する。
(従来の技術) ビデオテープレコーダなどの磁気記録再生装置において
は、一般に、輝度信号(変調信号)はFM被変調信号と
して記録、再生される。したがって、このような磁気記
録再生gAWにおいては、輝度信号のFM変悶回路およ
びFMI調回調厚路要である。
ところで、FM変復調を行う場合、記録時は、予め変調
信号の高域を強調してFM変調し、再生時は、FMI調
された変調信号の高域を低減することにより、輝度信号
のSN比の改善が図られる。
前者は、プリエンファシス処理といわれ、後者はディエ
ンファシス処理といわれる。磁気記録再生装置において
は、記録時はプリエンファシス処理を行い、再生時はデ
ィエンファシス処理を行うエンファシス回路が設けられ
ている。このエンファシス回路は、フィルタによって構
成されることが多い。
また、磁気記録再生装置においては、近年、回路のデジ
タル化がなされ、上記エンファシス回路としてもデジタ
ルフィルタを用いることが多い。
エンファシス回路をデジタルフィルタで実現した場合の
プリエンファシス特性およびディエンファシス特性の特
性式をそれぞれ次式(1)、(2)に示す。
HEmph(Z) = HEmt+h(z)(分母) 
X HE m p h(Z) (分子)・・・(1) HDemoh(Z)=Hoemoh(z)(分母) X
 H,、、、、(Z) (分子)・・・(2) この式+1)i2)に示すように、プリエンファシス特
性およびディエンファシス特性はいずれも、多項式の分
数の形で表わされる。このため、デジタルフィルタにお
いては、プリエンファシス特性やティエンファシス特性
をI I R(I nfiniteIn+DulSe 
 Re5pOnCe )型で近似し、プリエンファシス
処理やディエンファシス処理を分母項の処理と分子項の
処理に分けて行うようになっている。
プリエンファシス特性は微分特性であり、ディエンファ
シス特性はこれとは逆の積分特性である。
そして、これらの特性式の各分母項は積分特性を有し、
各分子項は微分特性を有する。ここで、積分特性の場合
は、直流(以下、DCと記す)のゲインが大きくなり、
微分特性の場合は、高域のゲインが大きくなるため、そ
れぞれダイナミックレンジを大きくする必要がある。
分母項処理回路と分子項処理回路のDCおよび高域に対
するゲインを次式1に示す。
辰  】 この表1によれば、ディエンファシス時の分母項のDC
ゲインが特に大きいことがわかる。このため、プリエン
ファシス処理とディエンファシス処理とで分母項処理回
路や分子項処理回路を共有した形でエンファシス回路を
実現する場合、分母項→分子項の順で処理を行うように
エンファシス回路を構成すると、ディエンファシスモー
ド時の分母項のDCゲインが大きいため、分母項処理回
路としてダイナミックレンジの大きなものが必要となる
。これにより、その後段に接続される分子項処理回路と
しても、なお、ダイナミックレンジの大きな回路が必要
となる。
逆に、分子項→分母項の順で処理を行うようにエンファ
シス回路を構成すると、プリエンファシスモード時、分
子項の高域のゲインが大きいため、分母項処理回路に対
する信号の入力レベルが大きくなり、分母項処理回路と
して、分子項処理回路よりもさらにダイナミックレンジ
の大きなものが必要となる。
特に、分母項処理回路をIIR型フィルタで構成すると
、1りOツク期間で処理を終えねばならない。しかし、
ビデオ信号処理などのように高速処理を必要とする信号
処理においては、ダイナミックレンジが大きくなるにつ
れて、信号の処理時間に長時間を要する。したがって、
このような場合には、1りOツク期間で処理を終えるこ
とができる分母項処理回路の実現が難しくなる。
1次のIIR型フィルタを第4図に示す。図示のIIR
型フィルタは、レジスタ11、加算器12、レジスタ1
3、乗算器14からなる。
このIIR型フィルタにおいて、遅延が問題となるのは
、レジスタ13→乗算器14→加算器12→レジスタ1
3によって構成される帰還ループである。すなわち、こ
の帰還ループにおいては、乗算処理および加算処理を1
クロック期間(通常、1/(4fpc)で、約70 n
5ec)で行わなければならない。しかも、ばらつきな
どを考慮して1クロック期間の1X2程度の遅延時間で
処理が済むような余裕が必要である。
しかし、加算器12は、ビット数が増加するにつれ、ゲ
ート数が増加し、遅延時間が大きくなる。
また、乗算器14は加算器の組合わせで構成されるため
、ビット数の増加に伴う遅延時間の増加は、加算器12
より大きくなる。
例えば、9ビツトの加算器では、11,6 n5ecの
遅延時間が生じ、11ビツトの加算器では、13.7n
secの遅延時間が生じる。さらに、乗算器では、ビッ
ト数が増加するにつれ、内部の加算器の段数が増加する
。このため、出力ビツト数の差がその加算器の段数の差
となり、9×9→18ビツトの乗算器では、48.2 
n5ecの遅延時間であったものが、11X11→22
ビツトの乗算器では、60nsecの遅延時間となる。
このため、たかだか2ビツトの差がクロック周期の5分
の1の時間差となり、ダイナミックレンジの増加は、I
IR型フィルタの実現に大きな障害となる。
(発明が解決しようとする課題) 以上述べたように、プリエンファシス処理とディエンフ
ァシス処理とで分母項処理回路や分子項処理回路を兼用
する従来のデジタルフィルタにおいては、分母項→分子
項の順で処理が行われるように回路を構成すると、ディ
エンファシス時に分母項処理回路のダイナミックレンジ
が大きくなり11分子項→分母項の順で処理が行われる
ように回路を構成すると、プリエンファシス時に分母項
処理回路のダイナミックレンジが大きくなというように
、いずれの処理順序を設定しても、分母項処理回路のダ
イナミックレンジが大きくなり、分母項処理回路の実現
が難しいという問題があった。
そこで、この発明は、プリエンファシス処理とディエン
ファシス処理とで分母項処理回路や分子項処理回路を兼
用する構成でありながら、分母項処理回路のダイナミッ
クレンジの増大を防ぎ、その実現を容易なものにするこ
とができるデジタルフィルタを提供することを目的とす
る。
[発明の構成] (課題を解決するための手段) 上記目的を達成するためにこの発明は、プリエンファシ
スモード時は、FM復調に供される変調信号を分母項処
理手段に供給し、ディエンファシスモード時は、分子項
処理手段の出力信号を上記分母項処理手段に供給する第
1の信号選択手段と、プリエンファシスモード時は、上
記分母項処理手段の出力信号を上記分子項処理手段に供
給し、ディエンファシスモード時は、FM復調された変
調信号を上記分子項処理手段に供給する第2の信号選択
手段とを設け、 プリエンファシスモード時は、積分特性を有する分母項
の処理を行った後に、微分特性を有する分子項の処理を
行ない、ディエンファシスモード時は、微分特性を有す
る分子項の処理を行った後に、積分特性を有する分母項
の処理を行うようにしたものである。
(作用) 上記構成によれば、プリエンファシスモードでは、高域
のゲインがほとんどない分母項の処理が先になされるた
め、分子項のゲインに無関係に、必要最小限のダイナミ
ックレンジで分母項の処理手段を実現することができる
一方、ディエンファシスモードでは、分子項の処理が先
になされるため、DCでは信号レベルが減衰する。この
ため、分母項のDCでの入力レベルが抑えられる。これ
により、DCゲインの非常に大きな分母項処理手段での
ダイナミックレンジを抑えることができる。
(実施例) 以下、図面を参照しながら、この発明の実施例を詳細に
説明する。
第1図はこの発明の一実施例の構成を示す回路図である
この第1図において、入力端子21には、プリエンファ
シスモード時においては、FM変調に供される変調信号
が供給され、ディエンファシスモード時においては、F
M復調された変調信号が供給される。
この入力端子21に供給された入力信号は、スイッチ2
2の一方の固定端子eに供給されるとともに、スイッチ
24の他方の固定端子dに供給される。
上記スイッチ22の可動接片mは、分母項処理回路23
の入力端子に接続されている。この分母項処理回路23
の出力信号は、上記スイッチ24の一方の固定端子eに
供給されるとともに、スイッチ26の他方の固定端子d
に供給される。
スイッチ24の可動接片mは、分母項処理回路250入
力端子に接続されている。この分子項処理回路21の出
力信号は、スイッチ26の一方の固定端子eに供給され
るとともに、上記スイッチ回路22の他方の固定端子d
に供給される。スイッチ26の可動接片mは、出力端子
27に接続されている。
上記構成において動作を説明する。
プリエンファシスモード時においては、上記スイッチ2
2.24.26の可動接片mは、いずれも一方の固定端
子eに接続される。これにより、入力端子21に供給さ
れたFM変調前の変調信号は、第2図に示すように、ス
イッチ22を介して分母項処理回路23に供給される。
そして、この分母項処理回路23で積分特性に従って処
理を受けた後、スイッチ24を介して分子項処理回路2
5に供給される。そして、この分子項処理回路25で微
分特性に従って所定の処理を受けた後、スイッチ26を
介して出力端子27に導かれる。
プリエンファシスモード時においては、上記スイッチ2
2.24.26の可動接片mは、いずれも他方の固定端
子dに接続される。これにより、入力端子21に供給さ
れたFM復調された変調信号は、第3図に示すように、
スイッチ24を介して分子項処理回路25に供給される
。そして、この分子項処理回路25で微分特性に従って
所定の処理を受けた後、スイッチ22を介して分母項処
理回路22に供給される。そして、この分母項処理回路
23で積分特性に従って所定の処理を受けた後、スイッ
チ26を介して出力端子27に導かれる。
この実施例の構成および動作は上述したようなものであ
るが、ここで、分母項処理回路23のダイナミックレン
ジについて説明する。
まず、プリエンファシスモードの場合、分母項処理回路
23は、先の表1に示すように、DCゲインが約6dB
、高域ゲインが約−4dBであるため、信号は1ビット
程度のダイナミックレンジの増加で分子項処理回路25
に供給される。
次に、ディエンファシス回路の場合、分子項処理回路2
5は、先の表1に示すように、DCゲインが約−8dB
、高域ゲインが約9 dBであるため、信号は2ビット
程度のダイナミックレンジの増加で分母項処理回路23
に供給される。しかし、この時、低域では、信号レベル
が減衰している。
次の分母処理回路23では、DCゲインが約21dB、
高域ゲインが約−6dBであるため、通常、4ビツトの
ダイナミックレンジの増加が必要である。しかし、この
時、分母項のダイナミックレンジを決めるDCゲイン2
1dBに対し、その前の分子項でのDCゲインは、−8
dBであるので、ダイナミックレンジの増加は3ビツト
に抑えられる。
このように、プリエンファシスモード、ディエンファシ
スモードのいずれのモードにおいても、分母項処理回路
23のダイナミックレンジを小さくすることができる。
次の表2は、プリエンファシスモードおよびディエンフ
ァシスモードのいずれのモードでも、例えば、分母項→
分子項の順序で処理を行う場合と、この実施例にように
、モードに応じて処理順序を切り換える場合のダイナミ
ックレンジの違いを比較して示すものである。
表    2 以上詳述したようにこの実施例は、スイッチ22.24
を設け、プリエンファシスモードでは、積分特性を有す
る分母項の処理を行った後に、微分特性を有する分子項
の処理を行うようにし、ディエンファシスモードでは、
微分特性を有する分子項の処理を行った後に、積分特性
を有する分母項の処理を行うようにしたものである。
このような構成によれば、プリエンファシスモードでは
、高域のゲインがほとんどない分母項の処理が先になさ
れるため、分子項のゲインに無関係に、必要最小限のダ
イナミックレンジで分母項処理回路23を実現すること
ができる。
一方、ディエンファシスモードでは、分子項の処理が先
になされるため、DC領域では、信号レベルが減衰する
。これにより、分母項のDC領域での入力レベルが抑え
られる。これにより、DCゲインの非常に大きな分母項
処理回路23でのダイナミックレンジを抑えることがで
きる。
以上この発明の一実施例を説明したが、この発明はこの
ような実施例に限定されるものでなく、他にも発明の要
旨を逸脱しないvA囲で種々様々変形実施可能なことは
勿論である。
[発明の効果] 以上述べたようにこの発明のデジタルフィルタによれば
、プリエンファシスモード時およびディエンファシスモ
ード時の分母項および分子項の特性を利用して、分母項
処理手段のダイナミックレンジを抑えることができる。
これにより、分母項処理手段の実現が容易になる。また
、これにより、分母項処理手段のみならず、分子項処理
手Vのゲート数も抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の一実施例の構成を示す回路図、第2
図および第3図は第1図の各モードにおける接続構成を
示す回路図、第4図はIrR型フィルタの構成を示す回
路図である。 21・・・入力端子、22.24.26・・・スイッチ
、23・・・分母項処理回路、25・・・分母項処理回
路、27・・・出力端子。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】  FM変調に供される変調信号のプリエンフアシス処理
    とFM復調された変調信号のデイエンフアシス処理を行
    うものであって、プリエンフアシス特性およびディエン
    フアシス特性のいずれも多項式の分数の形で表わされる
    ように構成されたデジタルフィルタにおいて、 上記プリエンフアシス特性の特性式の分母項の処理と上
    記ディエンフアシス特性の特性式の分母項の処理に兼用
    される分母項処理手段と、 上記プリエンフアシス特性の特性式の分子項の処理と上
    記ディエンフアシス特性の特性式の分子項の処理に兼用
    される分子項処理手段と、 プリエンフアシス処理時は、上記FM復調に供される変
    調信号を上記分母項処理手段に供給し、ディエンフアシ
    ス処理時は、上記分子項処理手段の出力信号を上記分母
    項処理手段に供給する第1の信号選択手段と、 プリエンフアシス処理時は、上記分母項処理手段の出力
    信号を上記分子項処理手段に供給し、ディエンフアシス
    処理時は、上記FM復調された変調信号を上記分子項処
    理手段に供給する第2の信号選択手段とを具備したこと
    を特徴とするデジタルフィルタ。
JP63076909A 1988-03-30 1988-03-30 デジタルフィルタ Pending JPH01248816A (ja)

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EP89105542A EP0335371B1 (en) 1988-03-30 1989-03-29 Digital filter for executing a video emphasis process through mode selection
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