JPH05276412A - エネルギー拡散信号除去装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 映像信号に重畳されるエネルギー拡散信号の
レベルがＢＳに比べ約５倍も大きいＣＳによる衛星テレ
ビ放送において、より映像信号レベルに対する歪を避け
ながら、十分なエネルギー拡散信号の除去能力を得る。 【構成】 エネルギー拡散信号除去装置20に入力される
低レベル映像信号をパルスクランプ回路21により歪みを
発生することなくパルスクランプしてエネルギー拡散信
号を概ね除去する。このときエネルギー拡散信号の除去
を完璧に行う必要はなく、次段に接続される増幅器９の
非直線性の影響によって映像信号に歪みが生じないよう
にする。増幅器９により２Ｖｐ−ｐまで増幅された映像
信号はクランプ回路10に入力される。このクランプ回路
10によってエネルギー拡散信号は十分除去され、ＣＳに
よる衛星テレビ放送においても使用に耐えるエネルギー
拡散信号の除去を実現できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、通信衛星（ＣＳ）によ
るテレビ放送受信機のエネルギー拡散信号除去装置に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】衛星放送は映像信号を周波数変調（Ｆ
Ｍ）して伝送している。映像信号で変調されたＦＭ波の
スペクトラムは、映像信号レベルのうち時間率の大きい
ペデスタルレベルや同期信号レベルに対応する周波数付
近にエネルギーが集中し、そこにピークをもつようにな
る。12ＧＨｚ帯を使用する放送衛星業務は地上の固定業
務、放送業務などと周波数帯を共用している。このため
放送衛星（ＢＳ）の電波により地上の周波数に妨害を与
えないように周波数変調されたテレビ信号のスペクトラ
ム分布を均一にするエネルギー拡散を行うことがＷＡＲ
Ｃ−ＢＳ（12ＧＨｚ帯の放送衛星業務の計画に関する世
界無線主管庁会議1977年）において定められている。

【０００３】これに対応して我国の衛星放送では、４ｋ
Ｈｚ当たりの帯域幅で衛星放送波の電力束密度を22ｄＢ
低下させるために、映像信号のフレーム周期に同期した
15Ｈｚの三角波をエネルギー拡散信号として、600 ｋＨ
ｚの周波数偏移となるように映像信号に重畳している。

【０００４】衛星放送受信機においては、選局・復調
し、デエンファシスされた後の映像信号は１Ｖｐ−ｐに
対して約0.11Ｖｐ−ｐのエネルギー拡散信号が重畳され
ている。図４にこの映像信号の様子を示している。この
エネルギー拡散信号が除去されないと画面にフリッカー
状の妨害が生じる。これを除去するために映像信号処理
回路においてクランプ回路を使用するのが一般的であっ
た（参考文献：衛星放送受信機 その２ 望ましい性能
財団法人 電波技術協会発行）。

【０００５】近年、通信衛星（ＣＳ）を用いたサービス
が拡大しつつあり、ＣＳを利用したテレビ放送サービス
のための周波数割り当てがなされた（参考文献：「電通
技審諮問 第44号の一部答申」平成２年11月26日）。受
信機の技術的な基準については、現在関係機関において
審議されており、近い将来放送サービスが始まると予想
される。さて、エネルギー拡散信号の周波数偏移は2.2
ＭＨｚないし3.0 ＭＨｚで、その周期は30Ｈｚと定めら
れた。このため映像信号の１Ｖｐ−ｐに対して最大約0.
53Ｖｐ−ｐものエネルギー拡散信号が重畳されることに
なった。図６にこの映像信号の様子を示している。エネ
ルギー拡散信号のレベルは衛星放送に比べて５倍も大き
な値であり、エネルギー拡散信号を除する能力をＣＳの
テレビ放送受信機ではＢＳに比べ大幅に向上しなければ
ならないことを示している。

【０００６】通信衛星によるテレビ放送サービスの受信
などの目的で使用される衛星テレビ放送受信機のエネル
ギー拡散信号除去装置として、我々は図７に示すように
クランプ回路を映像信号処理回路の２ヶ所に挿入するこ
とを提案した（参考文献：特願平3-0106号「衛星テレビ
放送受信機」）。以下図面を参照しながら従来例のエネ
ルギー拡散信号除去装置について説明する。

【０００７】図７は従来の衛星テレビ放送受信機の受信
システム図である。図７において、１は第一中間周波数
信号を入力する入力端子、２は選局回路、３はバンドパ
スフィルタ（ＢＰＦ）、４はＦＭ復調器、５はデエンフ
ァシス回路、６は低域通過フィルタ（ＬＰＦ）、７は第
１の増幅器、８は第１のクランプ回路、９は第２の増幅
器、10は第２のクランプ回路、11は緩衝増幅器、12は映
像信号出力端子、13は音声信号処理回路、14，15は音声
信号出力端子（Ｒ，Ｌ）であり、第１、第２のクランプ
回路８，10と第２の増幅器９によりエネルギー拡散信号
除去装置16が構成されている。

【０００８】このように構成された衛星テレビ放送受信
機のエネルギー拡散信号除去装置について、以下その動
作について説明する。入力端子１には、パラボラアンテ
ナで受信された衛星からの12ＧＨｚ帯の電波がダウンコ
ンバータにより１ＧＨｚ帯に周波数変換され、同軸ケー
ブルで屋内に導かれた第一中間周波信号が印加される。
選局回路２は多数の第一中間周波信号から選局した１つ
のチャンネルを受信する機能を果すもので、402.78ＭＨ
ｚを中心周波数とする第二中間周波信号を作り出す。バ
ンドパスフィルタ３はチャンネルフィルタでＦＭ変調さ
れたテレビ信号の１波のみを通過させるフィルタで、Ｓ
ＡＷフィルタなどが一般的に用いられる。

【０００９】ＦＭ復調器４は選局されたＦＭ信号を復調
し、検波出力信号を得る。音声信号処理回路13は5.7 Ｍ
ＨｚのサブキャリアにＱＰＳＫ変調された音声信号を復
調しＰＣＭ復号処理であるインタリーブやレンジビット
や制御信号の処理を行う。またＤ／Ａコンバータによっ
て、デジタル信号をアナログ信号に変換し、ＬＰＦを介
して音声ベースバンド信号（Ｒ，Ｌ）を出力端子14，15
に出力する。

【００１０】ＦＭ復調器４でＦＭ復調された検波出力信
号はデエンファシス回路５に入力されて、映像信号の周
波数特性が平坦化される。この信号は低域通過フィルタ
（ＬＰＦ）６に入力されて、音声サブキャリアや高域の
雑音が除去される。第１の増幅器７はＬＰＦ６の出力信
号が入力され第１のクランプ回路８が動作するのに必要
なレベルまで増幅して出力する。第１のクランプ回路８
はピーククランプ動作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して、映像信号を出力する。
第２の増幅器９は第１のクランプ回路８の出力信号レベ
ルを２Ｖｐ−ｐまで増幅して出力する。第２のクランプ
回路10は第１のクランプ回路と同様にピーククランプ動
作によってエネルギー拡散信号を除去する。緩衝増幅器
11は電圧利得が１の増幅器であり、映像信号出力端子12
から75オーム終端値で１Ｖｐ−ｐの映像信号を出力する
ためのインピーダンス変換器である。

【００１１】第１および第２のクランプ回路８，10は図
８に示すようなピーククランプ回路で構成される。図８
において、31は信号入力端子、32はコンデンサ、33は信
号出力端子、34は電圧電源、35，38はトランジスタ、39
は電源端子、36，37は抵抗である。以下その動作につい
て説明する。

【００１２】信号入力端子31に入力された映像信号はコ
ンデンサ32によって映像信号の直流成分がカットされ
る。トランジスタ35のベース端子は直流電圧電源34によ
って電圧が固定されているので、入力される映像信号に
よってトランジスタ35のエミッタ電圧が下がり、ベース
・エミッタ間電圧が0.6 Ｖより大きくなると、トランジ
スタ35は導通状態になる。コンデンサ32は充電されるの
で、トランジスタ35のエミッタ電圧は固定される。また
入力される映像信号によってトランジスタ35のエミッタ
電圧が上がり、ベース・エミッタ間電圧が0.6 Ｖより小
さくなると、トランジスタ35は遮断状態になる。トラン
ジスタ38は抵抗36とともに帰還回路を構成しており、ト
ランジスタ35が遮断状態に移行するときの動作特性を改
善している。このため帰還方式のピーククランプ回路と
呼ばれる。このようにして信号出力端子33では、映像信
号の低電位側の尖頭値の電圧がピーククランプされる。

【００１３】さてＢＳではエネルギー拡散信号の周波数
偏移が600 ｋＨｚと小さいため、通常クランプ回路10の
みで十分なエネルギー拡散信号の除去能力がある。しか
しながらＣＳでは、すでに述べたようにＢＳに比べ約５
倍のエネルギー拡散信号が重畳されているので、クラン
プ回路の能力を向上するだけでは問題がある。すなわち
第２の増幅器９は映像信号を２Ｖｐ−ｐまで増幅する必
要があり、三角波が重畳された相当大きな振幅の映像信
号を取り扱っている。このため第２の増幅器９の非直線
性の影響により三角波の山と谷の部分では映像信号の振
幅が異なることになる。このように歪みが生じた映像信
号は、クランプ回路10によって完全にエネルギー拡散信
号を除去しても、フリッカー状の画像の乱れが生じる。
近年、映像信号処理回路はＩＣ化されつつあり、その電
源電圧は消費電力を小さくするためにだんだん低くなる
傾向である。このため２Ｖｐ−ｐまで信号を増幅すると
きには、歪みが発生し易くなっている。

【００１４】そこでクランプ回路の２カ所に設け、映像
信号レベルが小さいうちにピーククランプする第１のク
ランプ回路８でエネルギー拡散信号を除去した後に、第
２の増幅器９で映像信号を２Ｖｐ−ｐまで増幅すればダ
イナミックレンジに余裕を持たせることができる。した
がって第２の増幅器９の非直線性のために映像信号に歪
みが生じることを避けることができる。さらに第２のク
ランプ回路10によって、十分なエネルギー拡散信号の除
去能力を得ることができる。

【００１５】またＣＳテレビ放送は有料放送であり、映
像、音声信号ともにスクランブル（攪乱）が掛けられて
いる。映像信号には、一水平期間内に信号を２つに切断
して入れ替えるラインローテーション（図１０）及び、
一水平期間の信号同志を並び替えるラインパーミュテー
ションといったスクランブルが用いられている。

【００１６】ＣＳテレビ放送受信機においてこのライン
ローテーションを復元（デスクランブル）する際、一水
平期間内の信号にレベル偏差（ラインチルト）（図９）
があると、復元した映像に傷が生じるという問題があ
る。

【００１７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記のよ
うな構成では、第１のクランプ回路はピーククランプ方
式である。この方式によれば、映像信号の帰線期間にお
けるＡＰＬの急激な変化によって生じる歪みは、入力さ
れる映像信号のレベルによらず、ほぼ一定であり、この
歪みは第２の増幅器で増幅されることになる。すなわち
第１のクランプ回路は低レベル動作であり、映像信号レ
ベルに対する歪みの相対量は大きくなるので、極力歪み
が生じない方式にする必要があるという問題があった。

【００１８】本発明は上記問題に鑑み、映像信号に重畳
されるエネルギー拡散信号のレベルがＢＳに比べ５倍も
大きいＣＳによる衛星テレビ放送において、より映像信
号レベルに対する歪を避けながら、十分なエネルギー拡
散信号の除去能力を得ることができるエネルギー拡散信
号除去装置を提供することを目的とするものである。ま
た、さらにラインチルトがほとんどない映像信号を実現
するエネルギー拡散信号除去装置を提供することを目的
とするものである。

【００１９】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明のエネルギー拡散信号除去装置は、衛星テレビ
放送を受信してＦＭ復調した後に、デエンファシス処理
し、低域通過フィルタを介して得られた映像信号が入力
されて、その同期信号を抜き取るパルス抜き取り回路お
よびパルス抜き取り回路の出力信号によって映像信号を
クランプするスイッチ回路とからなるパルスクランプ回
路と、パルスクランプ回路の出力信号を増幅する増幅器
と、その増幅器の出力信号が入力されて映像信号をクラ
ンプするクランプ回路とを備えたものである。

【００２０】

【作用】本発明は上記した構成によって、受信され、復
調された衛星テレビ放送の映像信号は、デエンファシス
処理により周波数特性が原信号と同等に平坦化され、伝
送系において生じた広域のノイズ成分は低域通過フィル
タによって取り除かれた後、パルスクランプ回路と増幅
器とピーククランプ回路とからなるエネルギー拡散信号
除去装置に入力されてエネルギー拡散信号が除去され
る。エネルギー拡散信号が除去された映像信号は緩衝増
幅器によってインピーダンス変換され、低インピーダン
スが駆動できるようにして出力される。

【００２１】このとき、エネルギー拡散信号除去装置に
入力された映像信号はパルス抜き取り回路によってパル
スクランプに必要な同期信号が抜き取られる。抜き取ら
れた同期信号はスイッチ回路に入力され、映像信号を同
期信号のパルス期間のみ基準電圧に固定してパルスクラ
ンプを実現する。このときエネルギー拡散信号の除去は
完璧に行われる必要はなく、次段に接続される増幅器の
非直線性の影響によって映像信号に歪みが生じないこと
が重要である。また映像信号レベルはたとえば後段のピ
ーククランプ回路に入力されるレベルに比べ十分低いの
で、低レベルでも映像信号に歪みを与えないパルスクラ
ンプ回路が適している。

【００２２】増幅器により２Ｖｐ−ｐまで増幅された映
像信号は、クランプ回路に入力される。このクランプ回
路によってエネルギー拡散信号は最終的に十分除去され
るので、ＣＳによる衛星テレビ放送においても使用に耐
えるエネルギー拡散信号除去装置を実現することができ
る。

【００２３】また前記クランプ回路が歪みの少ないパル
スクランプ回路であれば、最終的に映像信号にラインチ
ルトがなく、エネルギー拡散信号が十分除去されるエネ
ルギー拡散信号除去装置を実現することができる。

【００２４】

【実施例】（実施例１）以下本発明の位置実施例につい
て図面を参照しながら説明する。図１は本発明の位置一
実施例における衛星テレビ放送受信機の受信システム図
を示すブロック図である。図１においては、１は第一中
間周波信号を入力する入力端子、２は選局回路、３はバ
ンドパスフィルタ、４はＦＭ復調器、５はデエンファシ
ス回路、６は低域通過フィルタ（ＬＰＦ）、７は第１の
増幅器、１１は緩衝増幅器、１２は映像信号出力端子、
１３は音声信号処理回路、１４、１５は音声信号出力端
子（Ｒ，Ｌ）であり、従来の図７のものと同じ機能を有
する。

【００２５】20はエネルギー拡散信号除去装置であり、
第１の増幅器７から出力される映像信号が入力され、こ
の映像信号から同期信号を抜き取り、この同期信号を用
いて映像信号を同期信号のパルス期間のみ基準信号に固
定するパルスクランプ回路21と、このクランプ回路21の
出力信号を増幅する第２の増幅器９と、この第２の増幅
器９から出力される映像信号をクランプするクランプ回
路10からなり、第２の増幅器９とクランプ回路10は従来
のものと同じである。

【００２６】このように構成された衛星テレビ放送受信
機のエネルギー拡散信号除去装置について、以下その動
作について説明する。

【００２７】入力端子１にはパラボラアンテナで受信さ
れた衛星からの12ＧＨｚ帯の電波がダウンコンバータに
より１ＧＨｚ帯に周波数変換され、同軸ケーブルで屋内
に導かれた第一中間周波信号が印加される。選局回路２
は多数の第一中間周波信号から選局した１つのチャンネ
ルを受信する機能を果すもので、402.78ＭＨｚを中心周
波数とする第二中間周波信号を作り出す。バンドパスフ
ィルタ３はチャンネルフィルタでＦＭ変調されたテレビ
信号の１波のみを通過させるフィルタで、ＳＡＷフィル
タなどが一般的に用いられる。

【００２８】ＦＭ復調器４は選局されたＦＭ信号を復調
し、検波出力信号を得る。音声信号処理回路13は5.7 Ｍ
ＨｚのサブキャリアにＱＰＳＫ変調された音声信号を復
調しＰＣＭ復号処理であるインタリーブやレンジビット
や制御信号の処理を行う。またＤ／Ａコンバータによっ
て、デジタル信号をアナログ信号に変換し、ＬＰＦを介
して、音声ベースバンド信号（Ｒ，Ｌ）を出力端子14，
15に出力する。これらは従来の動作と同じである。

【００２９】ＦＭ復調器４でＦＭ復調された検波出力信
号はデエンファシス回路５に入力されて、映像信号の周
波特性が平坦化される。この信号は遮断波数が4.5 ＭＨ
ｚである低域通過フィルタ（ＬＰＦ）６に入力されて、
音声サブキャリアや高域の雑音が除去される。第１の増
幅器７は、ＬＰＦ６の出力信号が入力されて、パルスク
ランプ回路21が動作するのに必要なレベルまで増幅して
出力する。

【００３０】パルスクランプ回路21はパルスクランプ動
作により映像信号に重畳されているエネルギー拡散信号
を除去して、映像信号を出力する。第２の増幅器９はパ
ルスクランプ回路21の出力信号レベルを２Ｖｐ−ｐまで
増幅して出力する。クランプ回路10はピーククランプ動
作によってエネルギー拡散信号を除去する。緩衝増幅器
11は電圧利得が１の増幅器であり、映像信号出力端子12
から75オーム終端値で１Ｖｐ−ｐの映像信号を出力する
ためのインピーダンス変換器である。

【００３１】図２はパルスクランプ回路21の一構成例で
ある。図２において、25は映像信号の入力端子、26はス
イッチ回路、27はパルス抜き取り回路、28は映像信号の
出力端子である。以下その動作について説明する。

【００３２】映像信号入力端子25に入力された映像信号
はパルス抜き取り回路27によって同期信号が抜き取られ
る。この同期信号によってスイッチ回路26は同期パルス
期間は導通し、それ以外では非導通を繰り返す。導通時
には映像信号の同期信号期間のレベルが基準電圧に固定
される。また非導通時には映像信号は基準電圧から切り
放されるので、何ら影響を受けない。このようにして映
像信号は基準電圧にクランプされる。パルス抜き取り回
路27においては映像信号レベルが大きい程安定に同期信
号の抜き取りができる。

【００３３】しかしながら、ＩＣ化することにより２Ｖ
ｐ−ｐにくらべ約20ｄＢ程度小さくても、温度特性など
での支障は特に生じない。またパルスクランプ回路の回
路規模はピーククランプ回路に比べやや大きくなるがＩ
Ｃ化すれば特に問題とはならない。パルスクランプ回路
21ではエネルギー拡散信号を完全に除去する必要はな
く、次段の第２の増幅器９において30Ｈｚの三角波であ
るエネルギー拡散信号が原因で非線形歪みが生じなけれ
ば良い。第２の増幅器９の利得は、非直線歪みが問題と
ならないようにするため、15から20ｄＢ程度が適当であ
る。

【００３４】図３はクランプ回路10の一構成例である。
この例ではクランプ回路をピーククランプ方式で実現し
てあり、図８に示す従来のものと同じであり、その詳細
な説明は省略する。これはパルスクランプ回路に比べ、
回路が簡単であるが、入力される映像信号レベルが大き
いので、十分なエネルギー拡散信号除去能力がある。な
お、パルスクランプ回路21と同等の構成にしても良い。

【００３５】このようにクランプ回路を２カ所に設け、
映像信号レベルが小さいうちにパルスクランプ回路21に
より映像信号に歪みを与えないようにしながら、エネル
ギー拡散信号を除去した後に、第２の増幅器９で映像信
号を２Ｖｐ−ｐまで増幅すればダイナミックレンジに余
裕を持たせることができる。よって第２の増幅器９の非
直線性のために映像信号に歪みが生じることを避けるこ
とができる。さらに第２のクランプ回路10によって、十
分なエネルギー拡散信号の除去能力を得ることができ
る。

【００３６】（実施例２）エネルギー拡散信号除去装置
のクランプ回路がパルスクランプ回路２１と同等の構成
であるエネルギー拡散信号除去装置の他の実施例を図４
を用いて説明する。説明に当たって、パルスクランプ回
路２２を除くたの構成は前述した実施例と同一の構成で
あり、同一の機能を果たすため、説明を省略する。

【００３７】第２のパルスクランプ回路２２は最終的に
エネルギー拡散信号を除去するのであるが、実施例１に
示すようなピーククランプ回路のようにＣＲの充放電を
利用したクランプ回路ではないため、映像信号をクラン
プする際に歪を生じることはない。従ってこの構成によ
れば有料スクランブルを復元する際に問題となるライン
チルトを発生させることなくエネルギー拡散信号を除去
することができる。

【００３８】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、映像信号
に重畳されるエネルギー拡散信号のレベルがＢＳに比べ
約５倍も大きいＣＳによる衛星テレビ放送において、十
分なエネルギー拡散信号の除去能力が得られる。

【００３９】また、有料スクランブルを復元するとき、
画面の傷の原因となるラインチルトを発生させないエネ
ルギー拡散信号除去装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例のエネルギー拡散信号除去装
置を含む衛星テレビ放送受信機の受信システム図

【図２】本発明の一実施例のエネルギー拡散信号除去装
置の一部を構成するパルスクランプ回路のブロック図

【図３】本発明の一実施例のエネルギー拡散信号除去装
置の一部を構成するピーククランプ回路の回路図

【図４】本発明の他の実施例のエネルギー拡散信号除去
装置を含む衛星テレビ放送受信機の受信システム図

【図５】周波数偏移が0.6 ＭＨｚｐ−ｐであるエネルギ
ー拡散信号を重畳したＢＳテレビ放送の映像信号波形図

【図６】周波数偏移が3.0 ＭＨｚｐ−ｐであるエネルギ
ー拡散信号を重畳したＣＳテレビ放送の映像信号波形図

【図７】従来例のエネルギー拡散信号除去装置を含む衛
星テレビ放送受信機の受信システム図

【図８】従来例のエネルギー拡散信号除去装置の一部を
構成する第１および第２のクランプ回路の回路図

【図９】有料スクランブルを復元する場合のラインチル
トを示す図

【図１０】有料スクランブル（ラインローテーション）
を施したときの映像信号波形図

【符号の説明】

１ 第一中間周波信号入力端子 ２ 選局回路 ３ バンドパスフィルタ ４ ＦＭ復調器 ５ デエンファシス回路 ６ 低域通過フィルタ ７ 第１の増幅回路 ９ 第２の増幅回路 １０ クランプ回路 １１ 緩衝増幅器 １２ 映像信号出力端子 １３ 音声信号処理回路 １４、１５ 音声信号出力端子 ２０ エネルギー拡散信号除去装置 ２１、２２ パルスクランプ回路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 林 芳和 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 衛星テレビ放送を受信してＦＭ復調した
   後に、デエンファシス処理し、低域通過フィルタを介し
   て得られた映像信号が入力されて、その同期信号を抜き
   取るパルス抜き取り回路および上記パルス抜き取り回路
   の出力信号によって映像信号をクランプするスイッチ回
   路とからなるパルスクランプ回路と、上記パルスクラン
   プ回路の出力信号を増幅する増幅器と、 上記増幅器の出力信号が入力されてその映像信号をクラ
   ンプするクランプ回路とを備えたことを特徴とするエネ
   ルギー拡散信号除去装置。
2. 【請求項２】 前記クランプ回路は、前記パルス抜き取
   り回路の出力信号によって前記増幅器の出力信号である
   映像信号をクランプするスイッチ回路からなるパルスク
   ランプ回路であることを特徴とする請求項１記載のエネ
   ルギー拡散信号除去装置。