JPH0530539A - テレビジヨン信号測定方法 - Google Patents
テレビジヨン信号測定方法Info
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Abstract
ブル・テレビジョンの測定を簡単且つ低コストで実行出
来るテレビジョン信号測定方法を提供すること。 【構成】 周波数領域測定器(スペクトラム・アナライ
ザ)を用いて複合RFテレビジョン信号のキャリア対ノ
イズ比を測定するテレビジョン信号測定方法である。複
合RFテレビジョン信号に含まれる複数チャンネルのキ
ャリア周波数の中の特定のチャンネル周波数に上記周波
数領域測定器を同調させ(ステップA)、上記特定のチ
ャンネルのキャリア周波数及び同期信号のピーク値を測
定し(ステップB)、上記周波数領域測定器の周波数を
上記特定チャンネルのキャリア周波数からオフセットさ
せ(ステップC)、上記テレビジョン信号の非変調期間
中、上記複合ビデオ信号をサンプリング(ステップD)
し、同期信号間の平均値を求め(ステップE)、上記同
期信号のピーク値及び上記平均値から上記特定のチャン
ネルのキャリア周波数におけるキャリア対ノイズ比を計
算する(ステップF)。
Description
ン・システムに好適なテレビジョン信号測定方法に関す
る。
・テレビジョン(CATV)システムは、主として「ヘ
ッドエンド」と「分配システム」という2つのブロック
に分割出来る。ヘッドエンドは、テレビジョン信号を受
取り、顧客すなわち視聴者に送信する準備をする場所で
あり、分配システムは、顧客の受像器に準備されたテレ
ビジョン信号を分配するシステムである。テレビジョン
信号は、周波数領域で多重化されたアナログ・フォーマ
ットに変換され同軸ケーブルで送信される。つまり、テ
レビジョンの各信号は、テレビジョン放送に用いられる
ものと同様の伝送規格に基づいて夫々独自の周波数に変
換される。ケーブル上のある信号を受信するには、顧客
は放送用の信号と同じ信号周波数に受像器のチューナー
を同調させる。
ィート毎又はケーブルの減衰率若しくは損失に合わせて
一定伝送長毎に増幅してやらなければならない。CAT
Vの増幅器は、低歪及び低ノイズ特性を達成するように
念入りに設計されているが、増幅器毎にケーブルの伝送
信号に対して僅かずつノイズ及び歪を発生させてしま
う。このような歪の影響は、相互変調積と呼ばれる新し
い信号を発生させてしまう。この相互変調積は、CAT
V業界では「ビート」と呼ばれている。このようなビー
トの最も問題となるものの1つは、3つの異なる信号を
混合することに起因するもので、「3重ビート」と呼ば
れている。
Vシステムの主要な信号であり、映像キャリア周波数の
殆どが規則的な6MHz間隔に設定されているので、3
重ビートの積の大部分が映像キャリア周波数の極めて近
い周波数領域に集中している。500MHzのシステム
の場合、1000個を遥かに超えるビートが映像キャリ
ア周波数の中央帯域付近で発生する。非常に多くのビー
トが存在するので、これらのビートを個々に測定する試
みは行われていない。その代わりとして、全てのビート
を総合的に測定したり、又はそれらの複合信号を測定す
ることが行われているに過ぎない。
の信号の振幅を最大にすべきである。しかし、信号振幅
を大きくすると、3重ビートの振幅を急激に増加させて
テレビジョン信号を歪ませる原因となる。この3重ビー
トの影響を最少にするには、信号の振幅を最小にするべ
きであるが、そうするとノイズに対する信号の振幅が相
対的に低下してテレビジョン信号が劣化してノイズによ
る雪降り現象が現れる。CATVの分配システムで良好
な性能を達成するには、信号の振幅を注意深く調整して
歪とノイズとを均衡させる必要がある。
ATVの少なくとも1チャンネルの送信を中断させる必
要があった。このような送信の中断に対する顧客の苦情
を懸念して、CATVのオペレータは、このような測定
を定期的に行うことを躊躇することが多かった。このよ
うな顧客の苦情を最少にする為に早朝に試験を行ったり
しているがコストが増加するという欠点がある。つま
り、1回の試験を行うのに、ヘッドエンドに居る1人が
信号の送信を中断し、フィールドに居る別の人間が実際
の測定を行うので2人の人員が必要となるのである。
の信号送信を中断することなくケーブル・テレビジョン
の測定を低コストで実行出来るテレビジョン信号測定方
法を提供することである。
方法は、周波数領域測定器を用いて複合RFテレビジョ
ン信号のキャリア対ノイズ比を測定するものである。先
ず、複合RFテレビジョン信号に含まれる複数チャンネ
ルのキャリア周波数の中の特定のチャンネル周波数に上
記周波数領域測定器を同調させ、上記特定のチャンネル
のキャリア周波数及び同期信号のピーク値を測定し、上
記周波数領域測定器の周波数を上記特定チャンネルのキ
ャリア周波数からオフセットさせ、上記テレビジョン信
号の非変調期間中、上記複合ビデオ信号をサンプリング
し、同期信号間の平均値を求め、上記同期信号のピーク
値及び上記平均値から上記特定のチャンネルのキャリア
周波数におけるキャリア対ノイズ比を計算することを特
徴とする。
ヘッドエンド及び分配システムを含むケーブル・テレビ
ジョン・システムにおける複合3重ビート比を測定する
方法である。先ず、周波数領域測定器を用いて上記分配
システムの選択されたチャンネルの同期信号のピーク値
を求め、上記ヘッドエンドの選択されたチャンネルのキ
ャリア周波数を特定のラインの非変調期間中に所定量だ
けオフセットし、上記特定のライン期間中に上記選択さ
れたチャンネルの信号をサンプリングし、上記特定のラ
インの終端時点におけるサンプル点の値の平均値を計算
し、該平均値及び上記同期信号のピーク値から上記複合
3重ビート比を計算することを特徴とする。
N)試験は、運転中のビデオ信号の信号対ノイズ試験に
用いられる方法と類似した無線周波数(RF)における
試験である。ビデオ信号のノイズの量は、ビデオ情報が
帰線消去されている垂直帰線期間中に測定される。RF
領域のスペクトラム・アナライザでこのような試験を行
うには、周波数範囲をゼロ・スパンとして中心周波数を
映像キャリア周波数と音声キャリア周波数の中間に調整
する。スペクトラム・アナライザのタイム・ベースは、
ビデオ信号に同期しているので、ビデオ信号の垂直帰線
期間中にのみスペクトラム・アナライザは周波数掃引を
行う。スペクトラム・アナライザは、テレビジョン信号
の各同期信号に応答して動作するが、これらのイベント
間で図3に示すようなシステムのノイズの振幅を表示す
る。
ロック図であり、従来のスペクトラム・アナライザ、例
えば米国オレゴン州ビーバートンのテクトロニクス社が
製造及び販売している2710型スペクトラム・アナラ
イザ等の測定器に目的とする測定に必要なハードウエア
を追加した構成になっている。図4で破線より上側は従
来のスペクトラム・アナライザの構成であり、破線より
下側が新たに追加したハードウエア部分である。このス
ペクトラム・アナライザ10は、RF入力信号を減衰
し、フィルタ処理し、掃引局部発振器12の掃引周波数
と混合してRF入力信号の周波数を第1中間周波数(1
st IF)まで降下させる。この第1中間周波数は、
固定局部発振器14の周波数と混合され、第2中間周波
数(2ndIF)が得られる。この第2中間周波数は、
システム・クロック信号CLKと混合され、最終中間周
波数(FINAL IF)が得られ、その後処理は、こ
の最終中間周波数に対して行う。
器16に入力され、更に対数増幅器18に供給される。
対数増幅器18の出力は、ビデオ増幅器20及びトリガ
回路22の両方に入力される。ビデオ増幅器20の出力
は、デジタル信号に変換されてデジタル・メモリ24に
記憶されるか、又は偏向増幅器26に送られてCRTそ
の他の適当な表示器28上に表示される。トリガ回路2
2の出力は、掃引及び垂直軸掃引回路32に供給され、
ビデオ信号を表示するのに必要な掃引信号が発生され
る。このビデオ信号は、ビデオ増幅器20又はデジタル
・メモリ24から偏向増幅器26に供給される。
スパン状態で映像キャリア周波数より高い周波数に同調
されているので、掃引回路32内の同期分離回路は適当
な回路を追加しなくては正常に動作しない。このこと
は、図3のゼロ・スパン応答の波形が垂直同期信号の波
形と類似するものでないことから理解出来よう。この為
に追加するハードウエアは、最終ミキサ38の出力端に
接続されたIF増幅器36、IF増幅器36の出力端に
接続されたビデオ検波器40、ビデオ検波器40の出力
端に接続されたビデオ増幅器42等を含んでいる。スイ
ッチ41によって極性が決定するビデオ増幅器42の出
力は、スイッチ43を介してトリガ回路22の同期分離
回路に送られる外、偏向増幅器26にも直接送られる。
このような構成により、垂直帰線期間中の表示掃引信号
のトリガが可能になるので、図3に示したような波形表
示を得ることが出来る。このシステムにおいて、映像キ
ャリア周波数が12.5MHzのとき、スペクトラム・
アナライザ10は、ゼロ・スパン状態でテレビジョン信
号に正常に同調する。
各測定の度に値が微小に変化するので平均化技法を用い
ている。垂直帰線期間中の各掃引毎にサンプリングし、
十分な数のサンプルを得てノイズ・パワーを平均化する
ことによって安定した測定値が得られる。この為、以下
に述べるような状態にスペクトラム・アナライザ10を
設定する必要がある。図1は、キャリア対ノイズ(C/
N)比測定ルーチンの流れ図である。先ず、オペレータ
は、被測定信号の映像キャリア周波数にスペクトラム・
アナライザのマーカを合わせる。このルーチンでは、ス
ペクトラム・アナライザをゼロ・スパン・モードに設定
し、その周波数を映像キャリア周波数に同調させる。次
に、スペクトラム・アナライザ10は、キャリアの同期
信号のピークの実効値とキャリアの周波数を測定する。
更に、スペクトラム・アナライザのゼロ・スパン・モー
ドで映像キャリア周波数より3MHz高い周波数にオフ
セット調整する。次に、取り込みサンプルの平均化モー
ドを選択し、テレビジョン信号のライン数を調整して表
示スクリーンの中央に垂直帰線期間の部分を持ってく
る。同じ水平位置(単点)から順次得たサンプルの平均
化(単点平均化)又は全掃引期間に亘って順次得られた
複数のサンプルの平均化(アンサンブル平均化)の何れ
かの処理が一連の掃引に亘って行われ、安定した測定値
が得られる。探索アルゴリズムによって、垂直同期パル
スから得られるインパルスの中の2つを指定し、それら
2つのインパルスの間の中央点から平均化サンプルを得
るか、又は平均化すべき単一の点を最初に指定する。取
り込み動作の停止後、探索アルゴリズムによって指定さ
れたインパルス間の中央の振幅値をノイズの振幅として
取り、このノイズ値をスペクトラム・アナライザのノイ
ズ・レベルに対して補正する。同期信号のピークの絶対
値(dBm)と測定したノイズの値とのデシベル値の差
としてC/N比を計算する。このC/N比の値はCRT
その他の表示器上に数値で表示された後、スペクトラム
・アナライザは、C/N比測定ルーチンの以前の設定状
態に戻る。
トの測定の方が困難である。手動測定の際には、最初に
同期信号の実効値を例えば300KHzの分解能帯域幅
で測定する。その後、キャリアを除去してから残留信号
を30KHzの帯域幅で測定する。このときの残留信号
は殆どノイズと区別し難い。
に示すように従来のスペクトラム・アナライザに上述の
C/N比測定の場合より更に適当なハードウエアを追加
する。固定同調プリセレクタ46は、3重ビート測定を
行う際にスイッチ47A及び47BによってRF入力相
互変調信号路に挿入される。また、伝送路IFゲート5
0がビデオ信号に変換される以前の中間周波数信号路に
挿入されている。このIFゲート50は、トリガ回路2
2の出力を入力として受けるゲート制御回路49により
制御される。プリセレクタ46が必要な理由は、広帯域
のCATV信号が入力端に直接供給されると、その入力
信号に存在する以上の3重ビート信号をスペクトラム・
アナライザ自身が発生してしまうからである。
の振幅が大きい場合にこのIFゲートがないと中間周波
数(IF)フィルタが信号を減衰するのに過長な時間を
要するからである。映像キャリアが除去された直後にI
Fチャンネルが導通した場合には、このIFチャンネル
が挿入されている限り、中心周波数から125KHz離
れた周波数で突然発生するキャリアに応答して急激に振
幅が増加する過渡応答が発生し、これはその後徐々に減
衰していく。この減衰が進むにはおよそ水平ライン3本
分の時間を要するので、3重ビートを測定出来る。
は、システムのヘッドエンドに必要なものである。単に
キャリアを除去するだけでは、視聴者のテレビジョン受
像器側に大きなバズ音を発生させることになる。このバ
ズ音の問題は、テレビジョン受像器で用いられている所
謂インターキャリア・サウンド方式に起因するものであ
る。この方式は、音声キャリアを分離して増幅しないで
映像キャリア用のIF増幅器をかなり低いレベルで通過
させる。受像器の検波器では、映像と音声との差、即ち
インターキャリアが4.5MHzの信号を受信し、増幅
してFM検波してテレビジョン受像器の音声出力が得ら
れる。従って、映像キャリアを短期間除去すると、4.
5MHzのインターキャリア信号も消失し、バズ音の原
因となる。この問題を回避又は最少にする為に、本発明
によれば、映像キャリアを除去せず、測定期間中に映像
キャリアの周波数を約125KHz低く変化させ、映像
キャリアが存在した周波数領域のスペクトル干渉を除去
している。このようなバズ音の問題を避けるには、映像
キャリアと音声キャリアとの間のインターキャリア周波
数及びインターキャリア位相を正確に維持するように、
音声キャリアの周波数を同じ量だけ正確に変化させなけ
ればならない。
サの如きCATVの信号源とCATV信号結合装置と間
に接続されるヘッドエンド・ユニット51の構成を示す
ブロック図である。1対の安全装置付リレー52A及び
52Bは、ヘッドエンド・ユニット51が動作を停止し
ていたり、電源の故障があった場合には、信号源からの
入力信号をヘッドエンド・ユニット51の出力端に直接
供給する。入力信号は緩衝増幅器54で増幅された後、
広帯域検波器56に入力され、入力信号からインターキ
ャリア信号が再生され、その後同期ストリッパー57か
ら同期信号が得られる。この同期信号は、ライン選択回
路59を介してRFゲート58Aのタイミングを制御
し、周波数を変化させたキャリア信号を垂直帰線期間中
の3本のライン期間中出力させる。
制御ループ回路と共に設けられている。オペレータは、
前面パネルのスイッチを用いて被測定チャンネルを選択
する。この前面パネルのスイッチは、第1電圧制御型発
振器62の1チップ・シンセサイザ60を制御し、選択
されたチャンネルのキャリア信号の周波数を125KH
z低く設定する。この発振器62は、周波数を変化させ
たキャリア信号の発生器として用いられる。第2電圧制
御型発振器64は、周波数を変化させた音声信号を発生
する。この周波数が変化された音声信号の周波数を正確
な値にする為に、この信号とミキサ61から発生される
周波数変化されたキャリア信号との間の周波数差を広帯
域検波器56から帯域通過フィルタ63を介して得られ
るインターキャリア信号の周波数と等しく設定するよう
にPLL(位相ロック・ループ)66を用いて調整す
る。第2ミキサ65は、上述の周波数差信号とインター
キャリア信号とを受け、PLL66の制御信号を発生す
る。このPLLのロジック・ユニットでも1チップ・シ
ンセサイザ60を用いており、これによって発振器64
の周波数は、高周波側のキャリア周波数の正確な値に確
実にロックされる。
出力緩衝増幅器68A及び68B並びに減衰器70A及
び70Bによって夫々振幅調整された後、信号結合装置
72により結合される。この結合された信号は、RFゲ
ート58Aを介して信号結合器73に供給され、RFゲ
ート58Bからの信号と結合され、テレビジョン信号の
垂直帰線期間中の3本の水平ライン期間中、RF出力信
号を発生させる。オペレータは特定の水平ラインを適宜
選択することにより、存在する可能性のある他の垂直帰
線期間信号との干渉を回避する。RFゲート58A及び
58Bが、選択された第1ラインの同期信号の直後に開
き、これに連続する4番目のライン同期信号の直前で閉
じた場合には、テレビジョンの受像器の水平同期信号を
殆ど攪乱することはない。周波数が変化された音声信号
の振幅は、信号源の音声信号の振幅と同じであるが、周
波数が変化されたキャリア信号の振幅は、同期チップの
最大振幅である必要はなく、最大振幅の約6dB低い振
幅でも良い。
エンド・ユニット51′の構成を示すブロック図であ
る。単一チャンネルの信号源74は、ビデオ・コンポー
ネント信号と音声変調信号を発生する。音声変調信号
は、インターキャリア周波数発振器75を変調し、その
変調出力がミキサ77によりIF発振器79からのIF
信号と混合される。ミキサ77の出力は、BPF(帯域
通過フィルタ)81に入力され、音声信号が発生され
る。ビデオ・コンポーネント信号は、ゲート83を介し
て変調器76に供給され、ここで発振器79からのIF
信号が変調されビデオ信号が発生される。これらビデオ
信号及び音声信号は、結合器85に入力され、その出力
が出力ミキサ78に供給されチャンネル・キャリア周波
数が変調される。この結果得られた信号がBPF87で
フィルタ処理され更に増幅されてヘッドエンド信号結合
器へ出力される。キャリア周波数PLL80は、位相検
波器84の出力電圧で制御されるキャリアVCO(電圧
制御型発振器)82を有する。オフセット信号がPLL
ロジック回路86に供給され、その出力信号が位相検波
器84に供給され、基準発振器88から出力されるオフ
セット周波数の2分の1の周波数と比較される。図6に
示すように、キャリア周波数は、3重ビートの測定期間
中125KHzだけオフセットされる。
流れ図である。先ず、オペレータは、3重ビート測定を
行うチャンネルを選択する。スペクトラム・アナライザ
10は、この選択チャンネルに制御を移し、プリセレク
タ46をオン状態とする。次に、可変帯域幅IF増幅器
16内に300KHzかそれ以上の分解能帯域幅のフィ
ルタを用いて同期信号のピーク値を測定する。その後、
分解能帯域幅30KHzでゼロ・スパン・モードの特定
のチャンネルのキャリア周波数に同調するようにスペク
トラム・アナライザ10を調整し、プリセレクタ46を
オンにする。IFゲート50をオフに設定し、キャリア
変調信号をヘッドエンドで除去し、キャリア周波数にオ
フセットを与える。その後、IFゲートをオンとし、垂
直帰線期間中の限られた数のライン、およそ2−1/2
+ラインの期間にサンプリングを行う。その後、IFゲ
ートを再びオフに設定し、ヘッドエンドでキャリア周波
数及び変調の再生を行う。このサイクルを一連のビデオ
・フィールドで繰り返し、十分な数のサンプルを取り込
む。これらのサンプル全体を平均化した後、スペクトラ
ム・アナライザ10は以前の状態、即ちIFゲートをオ
ン、プリセレクタをオフの状態にリセットする。そし
て、表示情報を検索走査し、IFゲート50をオンさせ
たインパルス(オン・インパルス)と次にIFゲート5
0をオフさせたインパルス(オフ・インパルス)を見つ
けることにより、上述の2−1/2+ラインの終端の平
均サンプルを3重ビート・ノイズのサンプルとして選択
する。オフ・インパルスの直前の振幅が3重ビートの振
幅として取り込まれる。同期信号のピーク値と測定され
た3重ビートの値との間のデシベル値差として3重ビー
ト比が計算される。最後に、計算された3重ビート比を
表示器28上に適宜表示する。
TVシステムにおいて、入力ビデオ信号の垂直帰線期間
中のトリガに応じてゼロ・スパン・モードでアンサンブ
ルの平均化処理を行うことにより、キャリア対ノイズの
測定及び複合3重ビートの測定を効果的に行うことが出
来る。キャリア対ノイズ比は、各水平ラインの固定点に
おける平均データから求めることが出来、3重ビート比
は、キャリア周波数に僅かにオフセットを与え、ビデオ
の変調をオフ状態とした後からライン3本分の終端まで
の期間で平均化することにより求めることが出来る。
が、本発明はここに説明した実施例のみに限定されるも
のではなく、本発明の要旨を逸脱することなく必要に応
じて種々の変形及び変更を実施し得ることは当業者には
明らかである。
ば、スペクトラム・アナライザの如き周波数領域測定器
を用いて特に多数のチャンネルを有するケーブル・テレ
ビジョン・システムの視聴者の障害になることなく、C
/N比及び複合3重ビート比の測定を簡単且つ低コスト
で行えるので、その効果は極めて大きい。
る。
クトラム・アナライザのゼロ・スパン応答の表示波形の
例を示す図である。
の一実施例の構成を示すブロック図である。
一実施例の構成を示すブロック図である。
他の実施例の構成を示すブロック図である。
Claims (2)
- 【請求項1】 周波数領域測定器を用いて複合RFテレ
ビジョン信号のキャリア対ノイズ比を測定するテレビジ
ョン信号測定方法であって、 上記複合RFテレビジョン信号に含まれる複数チャンネ
ルのキャリア周波数の中の特定のチャンネル周波数に上
記周波数領域測定器を同調させ、 上記特定のチャンネルのキャリア周波数及び同期信号の
ピーク値を測定し、 上記周波数領域測定器の周波数を上記特定チャンネルの
キャリア周波数からオフセットさせ、 上記テレビジョン信号の非変調期間中、上記複合ビデオ
信号をサンプリングし、同期信号間の平均値を求め、 上記同期信号のピーク値及び上記平均値から上記特定の
チャンネルのキャリア周波数におけるキャリア対ノイズ
比を計算することを特徴とするテレビジョン信号測定方
法。 - 【請求項2】 ヘッドエンド及び分配システムを含むケ
ーブル・テレビジョン・システムにおける複合3重ビー
ト比を測定する方法であって、 周波数領域測定器を用いて上記分配システムの選択され
たチャンネルの同期信号のピーク値を求め、 上記ヘッドエンドの選択されたチャンネルのキャリア周
波数を特定のラインの非変調期間中に所定量だけオフセ
ットし、 上記特定のライン期間中に上記選択されたチャンネルの
信号をサンプリングし、 上記特定のラインの終端時点におけるサンプル点の値の
平均値を計算し、 該平均値及び上記同期信号のピーク値から上記複合3重
ビート比を計算することを特徴とするテレビジョン信号
測定方法。
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JP (1) | JP2805557B2 (ja) |
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