JPH05336546A - パルス周波数・幅変調方式の制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 パルス信号の立ち上がりを輝度信号でＰＦＭ
変調し、また立ち下がりを２つの色差信号で交互にＰＷ
Ｍ変調して多重するパルス周波数・幅変調方式におい
て、前記２つの色差信号を正確に且つ簡単に識別して分
離再生する。 【構成】 送信器ではＰＦＭ信号の発振周波数を検出
し、その検出信号で２つのパルス幅変調器に入力するパ
ルス信号の位相を制御し、受信器ではＰＦＷＭ信号に多
重されたＰＦＭ信号の発振周波数し、その検出信号で２
つのパルス幅復調器に入力するパルス信号の位相を制御
する。この結果、制御信号を伝送することなく送受信器
の複数のＰＷＭ変復調器の動作を正確に制御できるの
で、パルス信号の立ち下がりに多重された２つの色差信
号を識別して分離・再生することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、１つのパルス列の立ち
上がりと立ち下がりに輝度信号と２つの色差信号を順次
多重するパルス周波数・幅変調方式の制御方法に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】画像信号を伝送する場合、アナログ変調
やパルス変調またはデジタル変調など、目的に応じて種
々の変調方式が用いられる。このうちパルス変調では、
信号の振幅が"0"と"1"のデジタルで、パルス信号の立ち
上がりまたは立ち下がりが画像信号でアナログ的に変調
される。このため、伝送系の非直線歪の影響を受け難
く、しかも変復調器の構成が簡単化できるので、光ファ
イバを利用した画像伝送にしばしば用いられている。

【０００３】パルス変調の応用として、ハイビジョンの
コンポーネント信号を簡易に伝送するパルス周波数・幅
変調方式（以下 ＰＦＷＭ）が開発されている。（特開
平１−１９００９０６３ー１３８８５）。本方式では、
パルス信号の立ち上がりを輝度信号でパルス周波数変調
（以下 ＰＦＭ）し、立ち下がりを２つの色差信号で交
互にパルス幅変調（以下 ＰＷＭ）してコンポーネント
映像信号を１つのパルス列に多重している。

【０００４】ＰＦＷＭ方式の多重信号波形の一例を図５
に示す。図５では、パルス信号の立ち上がりの周期T_Y1,
T_Y2,T_Y3・・・が輝度信号YでＰＦＭ変調され、パルス幅W
_PB1,W_{P R1},W_PB1・・・が２つの色差信号P_BとP_Rで交互にＰＷ
Ｍ変調されている。この図から明らかなように、色差信
号P_BとP_Rはパルス信号の立ち下がりに交互に多重されて
いるため、多重されたパルス信号から元の２つの色差信
号を復調する際には両者を識別し分離することが不可欠
である。

【０００５】２つの色差信号P_BとP_Rを識別する方法とし
ては、従来、光送信器で制御データを生成し、これを色
差信号の水平または垂直帰線期間に多重して伝送するこ
とにより、光受信器のＰＷＭ復調器に入力するパルス信
号の位相を制御する方法が用いられている（特開平１−
１９００９０）。

【０００６】以下では、従来の制御方法を示す光送信器
の回路例とその要部波形図（図６、図７）、及び光受信
器の回路例とその要部波形図（図８、図９）を用いて、
動作の概要について説明する。ただし、輝度信号Yと２
つの色差信号P_BとP_Rを１つのパルス列に多重する方法に
ついては、前述の特願６３ー１３８８５に記載されてい
るので、ここでは説明を省略する。

【０００７】まず図６に示す光送信器では、輝度信号１
００をＰＦＭ変調器１０でＰＦＭ信号１０１に変換す
る。ＰＦＭ信号１０１では、パルス信号の周波数が輝度
信号１００の振幅に比例して変化する。分周器１１は、
ＰＦＭ信号１０１のパルスの立ち上がり毎にトリガさ
れ、分周信号１０２を出力する。

【０００８】一方、水平同期分離回路２０では、輝度信
号１００を監視して、その水平同期信号を検出すると水
平同期信号２００を出力する。水平同期信号２００のエ
ッジでは、通常太線で示すような位相のゆらぎが存在す
るため、これを位相同期回路２１で取り除いて位相のゆ
らぎの小さい同期信号２０１とする。タイミング設定器
２２では、同期信号２０１と分周器２１のＱ端子の出力
信号１０２を入力して、制御データの多重期間信号２０
２を出力する。この多重期間信号２０２により、制御デ
ータ発生器２３から出力される制御データ"1" "0"（信
号２０３）がＮＲＺ/ＰＷＭ変換器２４でＰＷＭ信号に
変換され、加算器１４とＰＦＷＭ多重器１５を経てＰＦ
ＷＭ信号３００に多重される。（ただし実際の回路で
は、伝送による誤りの発生を防止するため、５ビット程
度の制御データが必要である）、したがって、ＰＦＷＭ
信号２０４ではパルスの立ち上がりの周期が輝度信号１
００でＰＦＭ変調され、パルスの立ち下がりは前記制御
データ２０３が多重された期間ではデータ"1""0"に対応
してディジタル的に変化し、データを多重しない期間で
は２つの色差信号P_BとP_Rによりアナログ的に変化する。
この時、色差信号P_BとP_Rを多重するタイミングは、次に
説明するように一意的に制御されている。

【０００９】すなわち、上記の例では２ビットの制御デ
ータを分周器２１のＱ端子の出力信号１０２のレベル
が"L""H"となるタイミングで多重しているため、前記制
御データに続くビットでは信号１０２の極性は必ず"L"
である。そこで、分周器２１のＱ端子出力信号１０２
が"L"の場合、第１のＰＷＭ変調器１２が第１の色差信
号P _BをＰＷＭ変調するものとし、前記分周器２１の出力
信号１０２が"H"の場合、第２のＰＷＭ変調器１３が第
２の色差信号P_RをＰＷＭ変調するとすれば、前記制御デ
ータが多重されたパルス信号以降では、常にP_B,P_R,P_B,P
_R…の順番に２つの色差信号がパルス信号に多重され
る。

【００１０】光受信器では、入力したＰＦＷＭ信号２０
４のパルス幅を識別・再生器３０で識別し、ＰＷＭ信号
をＮＲＺの識別・再生信号３０１変換する。（ただし、
この時のＰＷＭ変調によるパルス幅の偏位量は数ns程度
であるので、識別・再生器３０には超高速の回路が要求
される）。検出器３１は、識別・再生信号３０１を監視
して、前記２ビットの制御データ"1""0"を検出した場
合、データの２ビット目のタイミングでリセット信号３
０２を出力する。分周器５１のＱ端子の出力信号３０３
は、リセット信号３０２でリセットされるため、次のタ
イミングで"L"となり、以後"H","L","H"…を繰り返す。

【００１１】この結果、減算器５２では前記分周器５１
のＱ端子の出力信号３０３が"L"となるタイミングで、
前記第１の色差信号P_BのＰＷＭ信号３０４を出力する。
第１のＰＷＭ復調器５４は、前記ＰＷＭ信号３０４を入
力して前記第１の色差信号P_B３０５だけを復調する（た
だし、図中(a)で示すパルス信号には制御データ"1"が多
重されているため、実際の復調器ではこの部分のパルス
信号を別のパルス信号に置き換えて、第１の色差信号P_B
を再生している）。同様に、減算器５３では前記分周器
５１のＱ端子の出力信号３０３が"H"となるタイミング
で、前記第２の色差信号P_RのＰＷＭ信号３０６を出力す
る。第２のＰＷＭ復調器５５は、前記ＰＷＭ信号３０６
を入力して前記第２の色差信号P_R３０７だけを復調す
る。（ただし、図中(b)で示すパルス信号には制御デー
タ"0"が多重されているため、第１の色差信号P_Bの場合
と同じように、この部分のパルス信号を別のパルス信号
に置き換えて、第２の色差信号P_Rを再生している）。

【００１２】以上の方法により、光送信器の２つのＰＷ
Ｍ変調器に入力するパルス信号の位相と、光受信器の２
つのＰＷＭ変調器に入力するパルス信号の位相を一致さ
せることができるため、立ち下がりに交互に多重された
２つの色差信号をそれぞれ識別して分離することができ
る。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】以上に述べた制御方法
では、光送信器で数ビットの制御データを生成し、これ
を水平同期分離回路と位相同期回路で輝度信号に同期さ
せた後、さらにＰＷＭ変調して色差信号の水平または垂
直帰線期間に多重して伝送し、光受信器では前記制御デ
ータを識別・再生してＰＷＭ復調器へ入力するパルス信
号の位相を制御している。

【００１４】このため、信号処理回路が極めて複雑であ
り、回路の小型化が大きく阻害されている。また、制御
データで変調されたＰＷＭ信号では、そのパルス幅の偏
位量が小さいため、光受信器には超高速の識別・再生器
が必要となる。さらに、数ビットの制御データが多重さ
れた期間では、色差信号の水平または垂直帰線期間の信
号が伝送できないため、光受信器では復調時にこれらの
信号を別途再生する処理回路を設けなければならない。

【００１５】本発明はかかる点に鑑みてなされたもの
で、光送信器と光受信器でそれぞれＰＦＭ信号の発振周
波数を検出し、その検出信号で２つのＰＷＭ変調器と２
つのＰＷＭ復調器に入力するパルス信号の位相を制御す
ることにより、制御データの伝送が不要でしかも回路の
簡略化ができるパルス周波数・幅変調方式の制御方法を
提供することを目的としている。

【００１６】

【課題を解決するための手段】本発明は上記問題点を解
決するため、以下の各項目からなる制御方法を提供する
ものである。

【００１７】第１に、コンポーネント映像信号のうち、
輝度信号をパルス周波数変調信号（以下ＰＦＭ信号）に
変換し、前記ＰＦＭ信号のパルス幅を２つの色差信号で
交互にパルス幅変調信号（ＰＷＭ信号）に変換して多重
するパルス周波数・幅変調方式（以下ＰＦＷＭ）におい
て、送信器ではＰＦＭ信号の発振周波数を検出し、その
検出信号で２つのパルス幅変調器に入力するパルス信号
の位相を制御し、受信器ではＰＦＷＭ信号に多重された
ＰＦＭ信号の発振周波数し、その検出信号で２つのパル
ス幅復調器に入力するパルス信号の位相を制御するもの
とする。

【００１８】第２に、パルス幅変調器、及びパルス幅復
調器に入力するパルス信号の位相は、輝度信号の同期信
号のほぼ中間の時刻で制御されることを特徴とする。

【００１９】

【作用】本発明は上記した構成により、光送信器と光受
信器でそれぞれ、ＰＦＭ信号の発振周波数を検出して、
２つのＰＷＭ変調器と２つのＰＷＭ復調器へ入力するパ
ルス信号の位相を制御するため、制御データを伝送する
必要がなく、しかも信号処理回路の簡略化を図ることが
できる。

【００２０】

【実施例】図１は、本発明の一実施例を示す光送信器の
ブロック図、図２はその要部波形図である。

【００２１】図１において、１０は輝度信号YをＰＦＭ
信号に変換するＰＦＭ変調器、６０はＰＦＭ信号の発振
周波数を検出する検出器、６１は前記検出器の出力信号
により前記輝度信号の同期信号のほぼ中間の時刻でリセ
ット信号を出力する制御器、１１はリッセト端子を有し
かつ前記ＰＦＭ信号を1/2分周する分周器、１２と１３
は前記分周信号をそれぞれ入力し２つの色差信号P_B,P_R
をＰＷＭ信号に変換するＰＷＭ変調器、１４は前記２つ
のＰＷＭ信号を加算する加算器、１５は前記ＰＦＭ信号
と前記加算されたＰＷＭ信号を入力してＰＦＷＭ信号に
変換するＰＦＷＭ変調器である。

【００２２】以下では、検出器６０をバンドパスフィル
タとし、また制御器６１をカウンタとした場合を例に、
図２に示す要部波形図を用いて、動作の概要について説
明する。

【００２３】まず、入力する輝度信号１００は、ＰＦＭ
変調器１０でＰＦＭ信号１０１に変換される。

【００２４】バンドパスフィルタ６０の中心周波数は、
ＰＦＭ信号１０１の同期信号で変調されたパルス信号の
周波数と一致するように設計されており、前記輝度信号
１００の水平同期信号の期間でフィルタ信号６００を出
力する（図２に示す例では、輝度信号１００の同期信号
の期間で、３個のパルス信号となる）。カウンタ６１
は、フィルタ信号６００の入力毎にカウンタ動作を行
い、カウンタの値ｍがｍ＝２になるとリセット信号６０
１を出力する。ここで、ｍ＝２に設定した理由は、分周
器１１のリセット動作をより確実にするため、ＰＦＭ信
号１０１の発振周波数が一定となる水平同期信号のほぼ
中間の時刻を選んだためである（実際の回路では、基準
となる画像信号の同期信号の期間と、これを変調したパ
ルス信号のパルス数より、カウンタｍの値を決定すれば
良い）。分周器１１のＱ端子の出力信号６０２の極性
は、リセット信号６０１のタイミングで"L"レベルにリ
セットされる（図中 点線の部分）。

【００２５】この結果、分周器１１のＱ端子の出力信号
６０２は、"H","L","H","L"…を繰り返すので、"L"の時
に第１のＰＷＭ変調器１２が第１の色差信号P_BをＰＷＭ
変調し、"H"の時に第２のＰＷＭ変調器１３が第２の色
差信号P_RをＰＷＭ変調するようにすれば、多重後のＰＦ
ＷＭ信号の波形は２０４のようになる。

【００２６】図３、及び図４にその要部波形図を示す光
受信器では、バンドパスフィルタ６０（光送信器で用い
たフィルタと同じ特性を有する）でＰＦＷＭ信号２０４
を監視し、ＰＦＭ信号の発振周波数がバンドパスフィル
タ６０の中心周波数と一致した場合、出力信号４０１を
出力する。ただし、ＰＦＷＭ信号２０４では、パルス信
号のパルス幅も変調されているため、検出するＰＦＭ信
号の周波数成分が、図２の場合に比べて減衰している。
このため必要に応じて、バンドパスフィルタ６０の出力
部に増幅器を挿入し、次段のカウンタ６１が正常に動作
する信号振幅４０１まで増幅する。カウンタ６１は、フ
ィルタ信号４０１の入力毎にカウンタ動作を行い、ｍ＝
２になるとリセット信号４０２を出力する。分周器５１
は、リセット信号４０２でリセットされるため、そのＱ
端子の出力信号４０３は、以後"H","L","H","L"…を繰
り返す。

【００２７】したがって、減算器５２では、出力信号４
０３の"L"レベルのタイミング毎にＰＦＷＭ信号２０４
をゲートして、第１の色差信号P_BだけでＰＷＭ変調され
たパルス信号４０４を出力する。このため、第１のＰＷ
Ｍ復調器５４では、前記第１の色差信号P_B４０５だけを
復調することができる。

【００２８】同様に、減算器５３では、出力信号４０３
の"H"レベルのタイミング毎にＰＦＷＭ信号２０４をゲ
ートして、第２の色差信号P_RでＰＷＭ変調されたパルス
信号４０６を出力する。このため、第２のＰＷＭ復調器
５５では、前記第２の色差信号P_R４０７だけを復調す
る。

【００２９】以上説明したように、本発明による制御方
法では、制御データを多重伝送することなく、光送信器
と光受信器の複数のＰＷＭ変調器とＰＷＭ復調器に入力
するパルス信号の位相を制御することができるため、パ
ルス信号の立ち下がりに交互に多重された２つの色差信
号を識別して、分離・再生することができる。

【００３０】なお、図３に示す従来例では、検出器６０
をアナログのバンドパスフィルタで構成したが、これを
セット・リセット型フリップ・フロップなどのデジタル
素子を利用して実現することも可能である。

【００３１】また、輝度信号に付随する同期信号のパル
ス幅を直接検出し、そのパルスのエッジでＰＷＭ変調器
とＰＷＭ復調器に入力するパルス信号の位相を制御する
簡単な方法も考えられる。しかし、通常、回路や伝送系
の特性により同期信号の波形に歪が発生する場合が多
く、その場合波形の変化点（立ち上がりまたは立ち下が
り）の時刻が変化する可能性が極めて高い（例えば、図
７信号１００に示すような位相のゆらぎ）。その結果、
同期信号のエッジで直接ＰＷＭ変調器とＰＷＭ復調器の
入力パルス信号の位相を制御すると、両者の位相関係が
常に一定とはならず、送信器と受信器の複数のＰＷＭ変
調器とＰＷＭ復調器の動作を常に一致させることが出来
ない。

【００３２】これに対し、本発明で提供する方法では、
振幅が一定となる同期信号の期間を利用し、しかも前記
信号振幅を一旦離散的なパルス信号に変換し、そのパル
ス信号の周波数を検出して、光送受信器のＰＷＭ変復調
器を制御するため、同期信号の波形歪の影響がなく、常
に同じタイミングでＰＷＭ変復調器に入力するパルス信
号の位相を制御することが出来る。このため、長期間に
渡って複数のＰＷＭ変復調器の動作を常に一致させるこ
とが出来る。

【００３３】

【発明の効果】以上述べてきたように、本発明によれば
制御回路の構成がきわめて簡単であり、伝送装置の小型
化に適している。また、制御信号を色差信号に多重して
伝送する必要がないため、色差信号を忠実に伝送するこ
とができる。さらに、ＰＦＭ信号の発振周波数が最も安
定する状態で回路の制御動作を行なうため、立ち下がり
に多重された２つの色差信号を長期間に渡って正確に識
別して分離することは言うまでもない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例のパルス周波数・幅変調方式
の送信回路図

【図２】図１に示す回路の要部波形図

【図３】本発明の一実施例のパルス周波数・幅変調方式
の受信回路図

【図４】図３に示す回路の要部波形図

【図５】パルス周波数・幅変調方式の多重信号波形図

【図６】従来の制御方法による送信回路図

【図７】図６に示す回路の要部波形図図

【図８】従来の制御方法による受信回路図

【図９】図８に示す回路の要部波形図図

【符号の説明】

１０ ＰＦＭ変調器 １１ 分周器 １２、１３ ＰＷＭ変調器 １４ 加算器 １５ ＰＦＷＭ多重器 ６０ 検出器 ６１ 制御器 ５０ ＰＦＭ復調器 ５１ 分周器 ５２、５３ 減算器 ５４、５５ ＰＷＭ復調器

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】コンポーネント映像信号のうち、輝度信号
   をパルス周波数変調信号（以下ＰＦＭ信号）に変換し、
   前記ＰＦＭ信号のパルス幅を２つの色差信号で交互にパ
   ルス幅変調信号（ＰＷＭ信号）に変換して多重するパル
   ス周波数・幅変調方式（以下ＰＦＷＭ）において、 送信器ではＰＦＭ信号の発振周波数を検出し、その検出
   信号で２つのパルス幅変調器に入力するパルス信号の位
   相を制御し、 受信器ではＰＦＷＭ信号に多重されたＰＦＭ信号の発振
   周波数し、その検出信号で２つのパルス幅復調器に入力
   するパルス信号の位相を制御することを特徴とするパル
   ス周波数・幅変調方式の制御方法。
2. 【請求項２】パルス幅変調器、及びパルス幅復調器に入
   力するパルス信号の位相は、輝度信号の同期信号のほぼ
   中間の時刻で制御されることを特徴とする特許請求項１
   記載のパルス周波数・幅変調方式の制御方法。