JPH0420315B2 - - Google Patents

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JPH0420315B2
JPH0420315B2 JP57085933A JP8593382A JPH0420315B2 JP H0420315 B2 JPH0420315 B2 JP H0420315B2 JP 57085933 A JP57085933 A JP 57085933A JP 8593382 A JP8593382 A JP 8593382A JP H0420315 B2 JPH0420315 B2 JP H0420315B2
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Masaru Sakurai
Junzo Murakami
Masaharu Obara
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Toshiba Corp
Japan Broadcasting Corp
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Toshiba Corp
Nippon Hoso Kyokai NHK
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Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明はデータ信号受信機、特にテレビジヨン
信号に重畳された2値のデイジタル信号からなる
テレビジヨン文字多重信号を受信するのに適した
受信機に関するものである。
〔発明の技術的背景とその問題点〕
文字多重テレビジヨン信号は一般に第1図aに
示すように、テレビジヨン信号の垂直帰線期間に
文字等の情報を表わす2値のNRZデータ信号が
文字多重データパケツトDPとして重畳されてい
る。Hは水平同期信号、Cはカラーバーストを表
わす。
受信機は、このデータ信号をサンプリングする
際に、第1図bに示すような2バイト分のクロツ
クライン信号CRIによつて受信機に内蔵された発
振器の位相を制御して、同図cのような最適な位
相のサンプリングクロツクを発生させるようにな
つている。
しかしながら、第1図bに示すような最適位相
を持つたサンプリングクロツクを得る事は次の理
由から困難となる場合が多い。
(1) クロツクランイン信号が8サイクル分しかな
く、又それが1/60秒の周期でしか存在しないた
め、安定なクロツク位相制御が難しい。
(2) 家庭用テレビジヨン受像機においては、S/
Nが低い場合、あるいはゴースト等による波形
ひずみが大きい場合がかなり多く、クロツク位
相制御が適正に行なわれない。
〔発明の目的〕
本発明の目的は、最適な位相のサンプリングク
ロツクを得ることが困難な条件下においても、最
適なサンプルポイントでサンプルしたのと等価な
データを安定に復号器に供給することを可能とし
たデータ信号受信機を提供するものである。
〔発明の概要〕
まず本発明の基礎原理を第2図によつて説明す
る。今、信号伝送速度fcで伝送されかつ、伝送路
の帯域がfcで制限されているNRZデータ信号の伝
送波形x(t)を考える。x(t)を2fcの周波数でサンプリ
ングし、その時のサンプル値をxjとすると、サン
プリング定理より次式が成立つ。
x(t)j=-∞ xjh(t−jT) ……(1) ただし、T=1/2fc、またh(t)は次式で定義さ
れる内挿関数である。
h(t)=sin(πt/T)/πt/T ……(2) ところで、x(t)をτだけ遅らせたx(t-)のサンプ
ル値x^kを求めようとすると、(1)式より、次式が得
られる。
x^k=x(t−τ)|t=kT =j=-∞ xjh(kT−τ−jT) ……(3) ここで、i=k−jと置換え、さらに和をとる
範囲を−N1〜N2まで制限すると次の補間公式が
得られる。
x^kN2i=-N1 h(iT−τ)xk-i ……(4) (4)式は、任意のサンプル点でのサンプル値xk
与えられていれば、そのサンプル点よりτだけ遅
れたサンプル点でのサンプル値x^kがxkと補間係数
系列h(iT−τ)との演算によつて得られるとい
う事を示している。
本発明はこのような知見に基いてなされたもの
で、受信したデータ信号を信号伝送速度の2倍以
上の周波数でサンプリングしデイジタル化した
後、最適位相でサンプリングしたのと等価な補間
データを(4)式の補間公式によつて求めることを特
徴としている。
〔発明の効果〕
本発明によれば、データを取り込む際のサンプ
リングクロツクが最適位相からずれていても、サ
ンプル値系列に対して補間処理を施すことによつ
て最適なサンプリングポイントに対応するデータ
を得て、復号器に供給することができ、テレビジ
ヨン文字多重信号等の受信を安定に行なうことが
可能となる。
〔発明の実施例〕 第3図に本発明の第1の実施例を示す。図にお
いて、受信されたビデオ信号は端子1より入力さ
れ、A/D変換器2によつて信号伝送速度fcの2
倍の周波数2fcでサンプリングされ、デイジタル
化される。このデイジタル化されたサンプル値xk
は、第1図aに示す1パケツト分k=1〜Npが、
シフトレジスタ3に記憶される。(正確には(4)式
中のΣの範囲(N1+N2+1=N)をパケツトの
長さNpに加えた(N+Np)個のサンプル値を記
憶する) シフトレジスタ3から読み出されるデータxk
は、ROM4と乗算器5および累積器6からなる
補間データ演算部7に与えられる。
ここで、ROM4には次式で示されるM組の補
間系数系列al iが記憶されている。
al i=h(iT−lT/M) (i=−N1〜N2,l=1〜M) ……(5) ここでh(iT−lT/M)は(2)式で示される関数
であり、(2)式を(5)式へ代入すると al i=sin{π(i−l/M)}/π(i−l/
M)……(6) となる。ただしMは、区間T=1/2fcをM等分
して(4)式で述べた時間遅れτを表現しているもの
である。すなわち、 τ=(l/M)T (l=1−M) ……(7) となつており、lはτの大きさを表現している事
になる。
乗算器5及び累積器6は、シフトレジスタ3へ
のデータ書込みが終つた時点から、シフトレジス
タ3より読み出されたデータxkと、ROM4より
読み出された補間係数al iとの乗算累積値x^l kを補間
データとして次式に基づいて演算する。
x^l kN2i=-N1 al ixk−i (l=1〜M) ……(8) (このときのシフトレジスタ3およびROM4の
読み出しクロツク周波数を2Nfcp(N=N1+N2
1…累積数)とする。補間データx^kは2fcpの周波
数で出力される。)x^l kは第2図に示すようにサン
プル値xkよりτ=(l/M)Tだけ遅れた点のサ
ンプル値に相当している。
一方、ROM4より読み出すべき最適の補間係
数系列を選択するための補間係数選択部8は次の
ように構成されている。シフトレジスタ9は、あ
る定められたlに対してx^l kの中から、第4図bに
示すようなクロツクランイン部のデータを補間デ
ータ演算部7を通して得られた第4図bに示すデ
ータのうちの4P個、すなわち、x^l p1〜x^l p2を読み込
む。ただし4P=P2+P1−1である。このシフト
レジスタ9から読み出されるデータx^l kは第1のコ
ンパレータ10に与えられる。
コンパレータ10は、まずメモリ11に記憶さ
れた値Xmaxと、シフトレジスタ9より読み出さ
れたデータx^l kとの比較をk=P1〜P2まで行い、
もしx^l k>Xmaxなら、メモリ11内のXmaxの値
をx^l kで置換える。次にコンパレータ10はXmax
とx^l kとの比較を再びk=P1〜P2まで行い、もし
x^l k=Xmaxならその時のx^l kの値をゲート12によ
つて1/2(信号レベルの範囲を0〜1とする)に
書き換える。その操作が終ると、メモリ11内の
Xmaxの値は累積器13に累積され、同時に
Xmaxは0にリセツトされる。
次にふたたび、コンパレータ10はメモリ11
内のXmaxと、シフトレジスタ9からのデータx^l k
との比較をk=P1〜P2まで行い、x^l k>Xmaxなら
Xmaxをx^l kに置き換え、さらにもう1度Xmaxと
x^l kとの比較をk=P1〜P2まで行いx^l k=Xmaxなら
x^l kを1/2に置き換え、その後Xmaxの値を累積器
13へ加算する。以上の操作をP回くり返すと、
累積器13にはx^l p1〜x^l p2の4P個のデータのうち、
大きい方から順にP個とつた値の和が得られる。
次にコンパレータ10はメモリ11に記憶され
た値Xminとシフトレジスタ9からのデータx^l k
の比較をk=P1〜P2まで行い、x^l k<Xminなら
Xminの値をx^l kに置き換える。次に、ふたたびx^l k
とXminの比較をk=P1〜P2まで行い、もしx^l k
Xminならx^l kの値をゲート12によつて1/2に置
き換える。その後に、Xminの値の符号を逆にし
た値を、累積器13に加算し同時にXminの値を
1にリセツトする。以上の操作をP回くり返す
と、累積器13には、x^l p1〜x^l p2の4P個のデータの
うち、小さい方から順にP個とつた値の和の符号
を逆にした値が加算される事になる。
すなわち、ある与えられたlの値に対して、累
積器13内の値Dlは4P個のデータx^l k(k=P1
P2)に対して Dl=(大きいものP個の和) −(小さいものP個の和) ……(9) となる。この累積器13内の値Dlは第2のコンパ
レータ14に与えられる。
コンパレータ14は累積器13内の値Dlとメモ
リ15に記憶された値Dmaxとを比較し、もしDl
>DmaxであればDmaxの値をDlに置換えると同
時に、メモリ15に記憶されているもう1つのデ
ータLmaxをその時のlの値に置き換える。
以上の一連の動作、すなわち(8)式で表わされる
x^l kを演算し、(9)式のDlを求め、Dmax、Lmaxの
値の置換を行うまでの動作が、l=1〜Mまでに
ついて行なわれる。その結果、メモリ15内の
Lmaxの値は(9)式で示されるDlを最も大きくする
ようなlの値と等しくなつている。
そしてl=Lmaxに固定され、これに基き
ROM4よりaLmax i(i=−N1〜N2)が選択されて
読み出されることによつて今度は(8)式の演算がす
べてのkの範囲(k=1〜N)について補間デー
タ演算部7で行なわれる。その結果得られたデー
タx^l kのうちの4P個のx^l k(k=P1〜P2)は減算器1
6によつて値1/2が減算され、その絶対値|x^l k
1/2|がさらに第1のラツチ回路17へ送られる。
ラツチ回路17には(8)式の演算クロツク周波数で
ある2Nfcpの1/2N(N=N1+N2+1…(8)式のΣの
範囲)の周波数fcpのラツチ用クロツクが2Ncfcp
のクロツク発振器18から1/2N分周器19およ
びスイツチ20を介して供給されており、その位
相はスイツチ20によつて、正相(CLK)ある
いは逆相()に切換える事ができるように
なつている。ここで、スイツチ20は最初正相
(CLK)側になつており、減算器16の出力|x^l k
−1/2|のk=P1〜(P1+P2)までの部分、すな
わちクロツクランイン部の前半に相当する部分が
ラツチ回路17で1つおきにP個ラツチされ、そ
の値が累積器21に累積される。累積値の最終値
はメモリ22に記憶され同時に累積器21は初期
値が0にリセツトされる。次に、スイツチ20は
逆相()側に切換り、クロツクランイン部
のデータ|x^l k−1/2|の後半に相当する部分、す
なわちk=(P1+P/2+1)〜P2について1つお
きにラツチ回路17でラツチされその値が累積器
21で累積される。次に累積器21の最終累積値
Bとメモリ22内の値Aがコンパレータ23によ
つて比較され、もしABならスイツチ20は正
相(CLK)側に、A<Bなら逆相()側に
切換えられて固定される。
この動作が終ると、スイツチ20を介して与え
られるクロツクによつて補間データ演算部7の出
力をラツチする第2のラツチ回路24の出力に
は、望ましいサンプリングポイントでサンプルさ
れたところの、クロツクランイン以後のデータが
得られる。なお、この時の望ましいサンプリング
ポイントとは、第4図cに示すように、クロツク
ランイン部の波形を周波数∫cでサンプリングした
場合の、最大値と最小値の差が最も大きくなるよ
うなサンプリングポイントを意味している。上記
の説明でPを1にとれば、文字通り最大値と最小
値の差を最大化していることになるが、Pが複数
の場合にはPサイクルの波形の各サイクルの最大
値の平均値と最小値の平均値との差を最大化して
いることになり、雑音や歪の影響が軽減される。
ラツチ回路24の出力25は、受信機に含まれ
る復号器に直接あるいは等化器などを介して供給
される。
第5図には本発明の第2の実施例を示す。この
実施例においては、補間係数選択部8′の構成が
第3図と異なつている。すなわち、補間データ演
算部7の累積器6の出力x^l kは、まず演算回路31
によつて絶対値|x^l k|が求められ、それがメモリ
34にel kとして記憶される。次に演算回路31に
よつて|x^l k−1/2|が求められ、これがメモリ3
4内の値el kとコンパレータ33によつて比較さ
れ、もし|x^l k−1/2|<el kならel kは|x^l k−1/2|で
置換えられる。次に演算回路31によつて|x^l k
1|が求められ、これとel kの値がコンパレータ3
3によつて比較され、もし|x^l k−1|<el kならel k
は|x^l k−1|で置かえられる。この動作が終る
と、el kとして次の式で表わされる値が得られる。
el k=min{|xl k|, |xl k−1/2|,|xl k−1|} …(10) 累積器35は、各kに対するel kをk=P1〜P2
で累積し次式で示される値Elを求める。
ElP2k=P1 el k ……(11) ただし、P1、P2は先に説明した通り、クロツ
クランイン部のデータ区間を示している。
累積器35の出力Elは、コンパレータ36によ
つてメモリ37に記憶されたデータEminと比較
され、もしEl<EminならEminはElによつて書き
換えられ、同時に、メモリ37内のデータLmin
はその時のlの値によつて書換えられる。
以上の一連の動作がl=1〜Mまで行なわれる
とLminの値としては、(11)式で示されるElが最
小となるようなlの値が得られる。
そこで、l=Lminに固定して、今度は(8)式の
演算がkの全区間(k=1〜N)について行なわ
れ、その結果得られたデータは減算器16へ供給
される。以下の動作は第1の実施例と同じなので
省略する。この第2の実施例では、サンプル値
が、とるべき値0、1/2、1のどれかに最も近づ
くような、サンプル点が求められるわけで、出力
25としては、やはり第4図cに示すような望ま
しいサンプル点でのサンプル値が得られる事とな
る。
なお、レベルメモリ32は信号の低レベル、高
レベル及び中点の基準レベルを記憶するためのも
のであり、本実施例では、低レベル=0、高レベ
ル=1、中点=1/2として扱つている。もちろん、
これ以外の値でもよく、又多値伝送の場合にも拡
張は可能である。又本実施例は、必ずしも、クロ
ツクランイン部を利用する必要はなく、伝送信号
の任意の区間を利用する事も可能である。
第6図は本発明の第3の実施例を示すものであ
る。この実施例においては、補間係数選択部8″
の構成および挿入位置が第3図および第5図とは
異なつている。すなわち、補間係数選択部8″は、
補間データ演算部7の後にではなく、これと並列
に配置されている点がまず異る。前記二つの実施
例が、最適補間係数系列の選択に関して閉ループ
制御であるのに対して、本実施例では開ループ制
御である。
本実施例における最適補間係数系列の選択法を
説明する。まずシフトレジスタ3から、クロツク
ランイン部のデータのうちの4P個、すなわちx1
x2、…、x4pが乗算器41および42に並列に送
られる。(クロツク周波数2Ncp)これら乗算器
へは、2Ncpのクロツク発振器18から、1/4分
周器40を介して、互に90゜位相の異る周波数
Ncp/2のデイジタル正弦波形が供給されてい
る。その意味は2Ncpのクロツクで見ると、乗算
器41へは0、1、0、−1、0、…という系列
が、また乗算器42へはこれとは1サンプル周期
がずれた1、0、−1、0、1、…という系列が
供給されているということである。乗算器41お
よび42ではシフトレジスタ3から読み出された
データx1〜x4pに対して上記0、1、−1からなる
係数列が乗算されるから、乗算結果を累積器43
および43で累積すると、累積器43の出力には
S1=(x2+x6+…+x4p-2)−(x4+x8+…+x4p
が、また累積器44の出力にはS2=(x1+x5…+
x4p-3)−(x3+x7+…x4p-1)が得られる。第4図
のクロツクランイン波形を参照すると、実際のサ
ンプリング点と望ましいサンプリング点との時間
差をτとしたとき、 S1=asin(2πτ/4T) S2=acos(2πτ/4T) ……(12) aは正の定数 となることがわかる。これからτは τ=2T/πtan-1(S1/S2) ……(13) によつて求まる。τとlの関係は(7)式で与えられ
るから l=2M/T=2M/πtan-1(S1/S2) ……(14) としてもよい。ROM45は、(14)式のS1とS2
の組をアドレスとして、lを出力するようにした
読み出し専用メモリである。ROM45の出力は
このようにしてlの最適値を与えるから、これを
補間係数メモリであるROM4に供給すればよ
い。
第6図のうち上記以外の部分の動作は第3図の
場合と同じであるので説明を省略する。
以上のごとく、本発明によれば従来の方式のよ
うに実時間でデータを取り込む際のサンプリング
クロツクの位相を調整することなしに、デイジタ
ル演算のみで望ましいサンプリング位相に対応す
るサンプル値を復号器に供給する事ができるた
め、(1)回路の集積化が容易である、(2)ゴースト等
の受信障害地域でも安定に動作する、という特長
を持ち、特に家庭用テレビジヨン受像機に組込ま
れる文字多重信号用のデータ受信機等に適用した
場合、顕著な効果が得られるものである。
【図面の簡単な説明】
第1図はテレビジヨン文字多重信号フオーマツ
トとその受信動作を示す波形図、第2図は本発明
の原理を説明するための図、第3図は本発明の第
1の実施例の構成図、第4図はその動作を説明す
るための図、第5図および第6図は本発明の他の
実施例の構成図である。 1……データ信号入力端子、2……A/D変換
器、3……シフトレジスタ(記憶手段)、4……
ROM、5……乗算器、6,13,15,21,
35……累積器、7……補間データ演算部、8,
8′,8″……補間係数選択部、9……シフトレジ
スタ、10,14,23,33,36……コンパ
レータ、11,15,22,34,37……メモ
リ、12……ゲート、16……減算器、17,2
4……ラツチ回路、18……クロツク発振器、1
9……1/2分周器、31……演算回路、32……
レベルメモリ。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 伝送されたクロツクランイン部を有するデー
    タ信号を受信し復号するデータ信号受信機におい
    て、 受信したデータ信号を信号伝送速度の2倍以上
    の周波数でサンプリングし、デイジタル化してサ
    ンプルデータを得る手段と、 複数組の補間係数系列を記憶する手段と、 この手段に記憶された複数組の補間係数系列に
    より前記サンプルデータに補間演算を施して補間
    データを得る手段と、 この手段により得られた補間データに従つてク
    ロツクランイン部の補間データの最大値と最小値
    との差を最大とする一組の補間係数系列を前記複
    数組の補間係数系列から選択する手段と、 この手段により選択された補間係数系列に対応
    した補間データを復号部へ出力する手段と を備えたことを特徴とするデータ信号受信機。 2 伝送されたデータ信号を受信し復号するデー
    タ信号受信機において、 受信したデータ信号を信号伝送速度の2倍以上の
    周波数でサンプリングし、デイジタル化してサン
    プルデータを得る手段と、 複数組の補間係数系列を記憶する手段と、 この手段に記憶された複数組の補間係数系列に
    より前記サンプルデータに補間演算を施して補間
    データを得る手段と、 この手段により得られた補間データと前記サン
    プルデータの最大・最小および中点レベルとの差
    を求め、これらの差の最小値についての一定期間
    内の累積値を最小とする一組の補間係数系列を前
    記複数組の補間係数系列から選択する手段と、 この手段により選択された補間係数系列に対応
    した補間データを復号部へ出力する手段と を備えたことを特徴とするデータ信号受信機。 3 伝送されたクロツクランイン部を有するデー
    タ信号を受信し復号するデータ信号受信機におい
    て、 受信したデータ信号を信号伝送速度の2倍以上
    の周波数でサンプリングし、デイジタル化してサ
    ンプルデータを得る手段と、 複数組の補間係数系列を記憶する手段と、 この手段に記憶された複数組の補間係数系列に
    より前記サンプルデータに補間演算を施して補間
    データを得る手段と、 前記サンプルデータから前記サンプルデータの
    サンプリング点と最適位相のサンプリング点との
    時間差を演算し、この時間差によつて決定される
    一組の補間係数系列を前記複数組の補間係数系列
    から選択する手段と、 この手段により選択された補間係数系列に対応
    した補間データを復号部へ出力する手段と を備えたことを特徴とするデータ信号受信機。
JP57085933A 1982-05-21 1982-05-21 デ−タ信号受信機 Granted JPS58202681A (ja)

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JPS58202681A JPS58202681A (ja) 1983-11-25
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JPS60191584A (ja) * 1984-03-13 1985-09-30 Toshiba Corp 文字多重放送信号の受信装置
JPS6154780A (ja) * 1984-08-27 1986-03-19 Matsushita Electric Ind Co Ltd ディジタル情報信号の再生装置
JP2662694B2 (ja) * 1988-05-10 1997-10-15 株式会社日立製作所 デジタル保護リレー装置

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