JPH0365713B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、テレビジヨンの衛星放送電波のスペ
クトラムエネルギーを帯域内にて分散させるため
のエネルギー拡散信号を、受信した放送電波から
除去するエネルギー拡散信号除去回路に関し、特
に、弱電界受信時に伴うノイズ発生による画質劣
化を防止し得るようにしたものである。

一般に、テレビジヨン衛星放送においては、放
送電波スペクトラムのエネルギーを放送帯域内に
てできるだけ一様に分散させるために、テトビジ
ヨン信号に三角波等の別のエネルギー拡散信号を
重畳したうえで、FM変調波にして放送してい
る。そのエネルギー拡散用三角波は、通例、15〜
30Hzの低い周波数のものが用いられ、受信信号か
らはこのエネルギー拡散用三角波を除去すること
が必要である。このエネルギー拡散信号は、映像
信号スペクトラムに比して格段に低い周波数成分
であるから、受信復調して得た映像信号について
は、同期信号先端の信号レベル、あるいはペデス
タルレベルをクランプ回路により一定レベルに保
持することにより、映像信号に重畳されているエ
ネルギー拡散信号を除去するようにしている。

かかる従来のエネルギー拡散信号除去回路の構
成を第１図に示す。この従来回路においては、受
信したFM波入力はFM復調器１で復調して得た
映像信号を、映像増幅器２を介してクランプ回路
３に導き、上述の一定レベルにクランプを施して
エネルギー拡散用三角波の重畳による信号レベル
の変化を抑圧したうえで、映像増幅器４を介し、
映像信号出力として取出している。

かかる従来のエネルギー拡散信号除去回路は、
エネルギー拡散信号を充分に除去できるが、受信
電界が弱くてノイズはFM波入力に混入し、復調
後の映像信号のＳ／Ｎが悪い場合には、そのノイ
ズ成分のうち高域周波数成分のノイズがクランプ
動作により低域周波数成分のノイズに変換される
性質を有しているために、上述したように、復調
出力映像信号を単に一定レベルにクランプしたの
では、いわゆるラインノイズとして低い周波数の
水平ノイズが発生し、特に目立ちやすい低周波ノ
イズが増大する欠点があつた。以下にかかるノイ
ズ増大の理由を詳述する。

従来のクランプ回路の２例を第２図ＡおよびＢ
に示す。第２図Ａに示すピーククランプ回路は、
結合コンデンサCc、ダイオードＤおよび入出力
抵抗R₁，R₂よりなる。第２図Ｂに示す平衡形ク
ランプ回路は、入力抵抗R₁、結合コンデンサCc、
ダイオードD₁およびD₂、抵抗R₂，R₃，R₄および
正および負パルスの入力結合用コンデンサCppお
よびCpnよりなる。

これらクランプ回路に、第３図Ａに示すように
エネルギー拡散信号やノイズなどからなる振幅ｖ
の不要信号UWが重畳した映像信号VWを供給し
たとする。その不要信号DW略周波数uがクラン
プ周期となる水平同期周波数より充分に低いと、
第３図Ｂに示すように、その不要信号UWの振幅
ｖがクランプ回路５の出力側ではyv（ｙ＜１）の
大きさに圧縮される。すなわち、クランプ回路５
に接続した結合コンデンサCcにv′＝ｖ（１−ｙ）
なる逆電圧が充電されて、不要信号UWを打消す
ように作用する。ここで、値ｙの理論値はつぎの
ようになる。

ここに、 T_N：クランプパルスの幅 Tr：水平同期の周期 Tc：Cc・Ｒ Ｒ ：クランプパルス導通時における直列抵抗 例えば、Cc＝1500pF、Ｒ＝1.1kΩの場合にお
ける不要信号圧縮度、すなわちノイズ減衰量Au
は、 Au＝20log₁₀１／ｙ (2) を求めると、ノイズ周波数uの変化に対して、
第４図に示すように変化する。したがつて、低域
周波数においてはノイズ減衰量Auが大きい値と
なるが、高域周波数になるにつれて小さい値とな
る。

しかしながら、ノイズ減衰量Auはノイズ周波
数uがさらに高くなり、u１／Trになると、上述 の理論値ｙが小さくなるにつれて再び大きい値と
なる。これは、(1)式に従つて理論値ｙが水平同期
周期Trの周期関数となつているからであり、u
＝ｎ／Tr（ｎ＝０，１，２……）の周波数近傍に
おいては、ノイズが充分に減衰するように思える
が、この減衰は、単に、クランプ回路５のパルス
導通時におけるクランプ位置のレベル変化量のみ
が圧縮されているに過ぎず、ノイズ成分は実際に
は圧縮されてはいない。すなわち、ノイズ成分を
打消すように、結合コンデンサを充電する逆電圧
が水平同期周期Trの期間のみ保持されているの
で、u＝ｎ／Tr±Δなる周波数のノイズ成分に基 づいて、クランプ作用によりu＝Δなる周波数
のノイズ成分が、新たに発生したことになる。

かかる新たなノイズ成分の発生の態様を第５図
および第６図について詳細に説明すると、例えば
u＝１／Trなる周波数のノイズ成分NWが第５図に 示すように、クランプ回路５に印加された場合に
クランプ回路のパルプ導通時には、常に同一電位
ｖに相当する振幅のノイズ検出が行われるため
に、クランプ出力側には、yvなる値の直流電圧
が生ずる。ノイズ周波数uがクランプ周期と一
致しているので、クランプ回路のパルス導通時に
現われるノイズ振幅ｖの値は、第５図に示すよう
に、ノイズ波形の位相角θによつて定まる一定値
となる。ついで、u＝１／Tr±Δなる周波数のノ イズ成分NWがクランプ回路５に供給されると、
ノイズ周波数uはクランプ周期１／TrよりΔだけ ずれているので、クランプ回路のパルス導通時に
おけるノイズ検出電位が、周波数ずれΔに応じ
て徐々に変化し、そのノイズ検出電位の変化に応
じた大きさの逆電圧が結合コンデンサCcに保持
される。これにより、第６図の出力側に示すよう
に、基本周波数Δなる低域周波数ノイズ成分が
新たに発生することになる。この新たなノイズ成
分の振幅をv″とすると、 v″＝ｖ（１−ｙ） となるから、クランプ作用が完全に行われるほど
ｙは０に近づき、v″はｖに近づく。従つて、エネ
ルギー拡散信号の除去をクランプ作用によつて完
全に行わせるために、そのクランプ作用の効果が
大きくなるように除去回路を構成すると、新たに
発生する低域ノイズ成分の振幅v″が増大してしま
うことになる。

上述のような新たな低域ノイズ成分の発生の態
様を等価回路で示すと第７図のようになる。すな
わち、周波数Δなる新たなノイズ発生源NS₂か
らのノイズ成分は、入力信号中に含まれている周
波数uなるノイズ発生源NS₁からのノイズ成分を
クランプパルスによりサンプルして検出したノイ
ズ電圧値とは、逆符号の電圧として結合コンデン
サCcに直列に発生することになる。

以上のように、単なるクランプ回路からなる従
来のエネルギー拡散信号除去回路においては、充
分な除去効果が得られるようにするほど、u＝
ｎ／Tr（ｎ＝１，２，……）なる周波数の近傍のノ イズ成分から、新たな低域ノイズ成分が発生する
ので再生画像の信号対ノイズ比が却つて著しく低
下する欠点があつた。

本発明の目的は、上述した従来の欠点を除去
し、映像信号に重畳したエネルギー拡散信号を充
分に除去し得るのみならず、従来生じていたよう
な新たな低域ノイズ成分の発生を充分に防止した
エネルギー拡散信号除去回路を提供することにあ
る。

すなわち、本発明は、エネルギー拡散信号を含
む、画像入力信号と帰還信号とを合成する第一合
成回路と、該第一合成回路からの合成信号をクラ
ンプするクランプ回路と、前記合成信号の位相を
反転させる位相反転回路と、その位相反転信号と
前記クランプ回路の出力信号とを合成する第二合
成回路と、該第二合成回路の出力をろ波する少く
とも前記エネルギー拡散信号の周波数帯域の信号
成分を通過させる低域ろ波器とを具え、前記低域
ろ波器の出力を前記帰還信号として第一合成回路
に負帰還の形態で供給してエネルギー拡散信号を
抑圧することを特徴とするものである。

以下に、図面を参照して本発明を詳細に説明す
る。

まず、本発明除去回路の回路構成の一例を第８
図に示す。図示の構成例においては、ノイズ成分
を含み、さらにエネルギー拡散信号が重畳した受
信復調出力映像信号を、減算器６を介し、映像増
幅器７に導いて適切に増幅し、その増幅出力信号
をクランプ回路８および位相反転器９に並列に供
給し、これらの回路８，９の出力信号を合成器１
０に供給して互いに合成し、その合成出力を低域
通過ろ波器１１および減衰器１２を順次に介して
減算器６に導き、入力画像信号から差引くととも
に、映像増幅器７の増幅出力信号をエネルギー拡
散信号除去出力映像信号として取出す。なお、映
像増幅器の入出力映像信号は同極性（＋）になる
ものとし、以下、各部回路にて図示の極性をとる
ものとする。

上述の回路構成によるエネルギー拡散信号除去
の作用効果を説明する。エネルギー拡散信号が重
畳した増幅出力映像信号をクランプ回路８に供給
すると、従来回路につき前述したところと同様に
して、そのクランプ出力映像信号からはエネルギ
ー拡散信号は除去されており、一方、同じくエネ
ルギー拡散信号が重畳した増幅幅出力映像信号を
供給した位相反転器９の位相反転出力において
は、エネギー拡散信号はそのまま重畳されてい
る。回路８と９との出力映像信号は互に逆極性に
なつているので、それらの映像信号を差動的に合
成した合成器１０の合成出力としては映像信号が
打消され、主にエネルギー拡散信号が取出され
る。かかる合成出力信号を、低域通過ろ波器１１
および適切な減衰量の減衰器１２を順次に介して
減算器６に供給すると、エネルギー拡散信号が映
像増幅器７の入力側に負帰還されて、入力映像信
号に重畳したエネルギー拡散信号が相殺除去され
る。従つて、映像増幅器７からは、エネルギー拡
散信号を除去した映像信号が取出されることにな
る。

かかるエネルギー拡散信号除去の信号処理過程
において、前述した周波数u＝ｎ／Tr±Δの不要 信号成分から発生する周波数Δの低域ノイズ成
分について述べると、まず第９図に示すように、
映像増幅器７の入力映像信号に周波数u＝ｎ／Tr± Δの不要信号が混入していると、第６図および
第７図につき前述したように、クランプ回路１０
に直列に周波数Δのノイズ発生源NS₂を挿入し
たのと等価に作用し、周波数uの不要信号のサ
ンプル値とは逆符号の低域ノイズ成分が映像信号
に新たに混入する。したがつて、第９図に示すよ
うに、当初の周波数uの不要ノイズ成分とは逆
極性の新たな低域ノイズ成分−Δのみが低域通
過ろ波器１１および減衰器１２を介して映像増幅
器７の入力側に負帰還されて、入力映像信号中の
当初のノイズ成分uと合成され、再びクランプ
回路９に印加されることになる。したがつて、ク
ランプ回路９において、クランプパルスにより再
度サンプルされる際には、周波数uのノイズ成
分のサンプル値と周波数Δの低域ノイズ成分の
サンプル値とが逆符号になり、相殺除去される方
向に作用する。すなわち、周波数Δの低域ノイ
ズ成分については負帰還が施されることになる。

したがつて、第８図もしくは第９図に示した回
路構成における帰還ループ利得をＡ（ｆ）とする
と、エネルギー拡散信号は、その周波数（Ｅ）
につき、１／１＋Ａ（E）に減少し、また周波数Δ
の 低域ノイズ成分は１／１＋Ａ（Δ）に減少する。

すなわち、第８図示の構成による本発明除去回
路によれば、従来の単なるクランプ回路のみから
なる除去回路によるよりも、１／１＋Ａ（Δ）だけ周 波数Δの低域ノイズ成分が圧縮されることにな
る。なお、第８図示の構成例における低域通過ろ
波器１１にエネルギー拡散信号のみを通過させる
通過帯域特性をもたせ、低域ノイズ成分Δが映
像増幅器７に全く加わらないようにすることもで
きる。しかし、その場合には、低域通過ろ波器
は、第８図示の回路構成における負帰還の安定条
件を満す限りにおいて、急峻な遮断特性、例えば
10dB／オクターブに近い遮断特性にするのが望
ましい。

つぎに、本発明エネルギー拡散信号除去回路の
他の構成例を第１０図に示す。ここでは、第８図
示の構成例における減算器６、映像増幅器７およ
び位相反転器９を一体構成にした差動増幅器１３
を用いるほかは、第８図示の構成例と同様である
が、差動増幅器１３の入力側において負帰還入力
端子と映像信号入力端子とを互いに遊離させ得る
ので、この除去回路に前置する前置増幅器との整
合が容易となる利点もある。

つぎに、本発明エネルギー拡散信号除去回路の
さらに他の構成例を第１１図に示す。図示の構成
例においては、第１０図示の構成例におけるクラ
ンプ回路８に印加するクランプパルスの代わり
に、差動増幅器１３の２個の差動増幅出力映像信
号を用いるようにしてあり、クランプ用ダイオー
ドD₁，D₂のスイツチングに用いる差動増幅出力
映像信号の信号レベルに比して、結合コンデンサ
Ccを介し、クランプ用ダイオードに供給してク
ランプする方の差動増幅出力映像信号の信号レベ
ルを常に小さくしておく必要があるので、結合コ
ンデンサCcに直列に減衰器ATT１を介挿してあ
る。また、減衰器ATT２は合成器１０の２入力
信号の信号レベルを揃えるためのものであり、減
衰器ATT３は負帰還量を調整するためのもので
ある。

以上の説明から明らかなように、本発明によれ
ば、衛星放送電波の帯域内スペクトルエネルギー
分布の均一化のために、映像信号に重畳したエネ
ルギー拡散信号を受信復調出力映像信号から除去
するためのエネルギー拡散信号除去回路におい
て、弱電界受信時に従来発生して再生画質を著し
く劣化させていた低域ノイズの発生を充分に抑圧
して良好な画質の画像を再生することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のエネルギー拡散信号除去回路の
構成を示すブロツク線図、第２図ＡおよびＢは同
じくその構成に用いるピーククランプ形および平
衡形のクランプ回路の構成をそれぞれ示す回路
図、第３図Ａ〜Ｄは同じくそのクランプ回路にお
ける低域ノイズ成分圧縮の過程を順次に示す線
図、第４図は同じくその低域ノイズ成分圧縮の形
態を示す特性曲線図、第５図および第６図はそれ
ぞれ同じくそのクランプ回路による新たな低域ノ
イズの発生の態様の説明図、第７図は同じくその
新たな低域ノイズ発生の態様を示す等価回路図、
第８図は本発明エネルギー拡散信号除去回路の構
成例を示すブロツク線図、第９図は第８図示の構
成例をノイズ成分についての等価的に示すブロツ
ク線図、第１０図および第１１図は本発明エネル
ギー拡散信号除去回路の他の構成例をそれぞれ示
すブロツク線図である。 １…FM復調器、２，４，７…映像増幅器、
３，５，８…クランプ回路、６…減算器、９…位
相反転器、１０…合成器、１１…低域通過ろ波
器、１２…減衰器、１３…差動増幅器、SN₁，
SN₂…ノイズ発生源、Cc…結合コンデンサ、Ｄ，
D₁，D₂…クランプダイオード、ATT１，ATT
２，ATT３…減衰器。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ エネルギー拡散信号を含む画像入力信号と帰
   還信号とを合成する第一合成回路と、該第一合成
   回路からの合成信号をクランプするクランプ回路
   と、前記合成信号の位相を反転させる位相反転回
   路と、その位相反転信号と前記クランプ回路の出
   力とを合成する第二合成回路と、該第二合成回路
   の出力をろ波する少くとも前記エネルギー拡散信
   号の周波数帯域の信号成分を通過させる低域ろ波
   器とを具え、前記低域ろ波器の出力を前記帰還信
   号として第一合成回路に負帰還の形態で供給して
   エネルギー拡散信号を抑圧することを特徴とする
   エネルギー拡散信号除去回路。 ２ 特許請求の範囲第１項記載の除去回路におい
   て、前記クランプ回路を平衝形パルスクランプ回
   路で構成するとともに、前記第一合成回路による
   合成信号および前記合成信号の反転信号を前記ク
   ランプ回路のクランプパルスとしたことを特徴と
   するエネルギー拡散信号除去回路。 ３ 特許請求の範囲第１項記載の除去回路におい
   て、前記第一合成回路を差動増幅器で構成し、該
   増幅器の一方の端子に前記入力信号を同他方の端
   子に前記帰還信号を供給するとともに、前記増幅
   器の第一の出力端子から前記合成信号を、第二の
   出力端子から前記反転信号を取り出すことを特徴
   とするエネルギー拡散信号除去回路。