JPH0630460B2 - 自動等化器 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 この発明は、伝送された信号から基準信号を抽出し、こ
の基準信号と伝送信号との比較結果にもとづきトランス
パーサルフィルタのタップ荷重量を制御して波形等化を
行なう自動等化器に関し、特に上記基準信号との同期が
不安定な場合にタップ利得の修正動作を停止して誤まっ
たタップ荷重量によってタップ利得が不安定となり系が
発振乃至不安定になるのを防止し得る自動等化器に関す
る。

〔発明の概要〕

この発明では、例えば第１図に示すように、入力端子に
印加された波形等化すべき信号に重畳されたタイミング
基準信号に対しそのタイミングの異常をタイミング異常
検出手段９０で検出し、この検出結果にもとずき自動等
化器の系を規定するタイミングパルスを発生するタイミ
ングパルス発生器９１のタイミング信号を例えばタップ
ゲイイン修正手段９２に供給するのを停止する。これに
よって、タイミングが誤まっている場合には波形等化器
９３での修正アルゴリズムを停止して系が不安定となる
のを防止する。

〔発明の技術的背景とその問題点〕

一般に、信号伝送系の伝送路には伝送歪がありこの伝送
歪を除去するには伝送歪量を検出して伝送歪を等化する
自動等化器が用いられる。このような自動等化器による
波形等化を行なう例として例えば、テレビジョン受像機
において伝送主信号に対する反射波等による波形歪を除
去する所謂ゴースト除去装置が用いられる例が挙げられ
る（参考文献；村上，ほか「デジタル化ゴースト自動消
去装置」電子通信学会技術研究報告ＥＭＣＪ７８−３
７，１９７８年１１月）。

伝送系において送信された信号は、伝送系の線形歪によ
り符号間干渉等を受ける。この符号間干渉等を受けた信
号はノイズに対する余裕度が低下しているので、結果と
して受信側での誤り率が増加する。この符号間干渉等に
よる伝送歪を除去する波形等化器として、任意の伝送路
に対して伝送基準信号を用いて伝送歪を除去する自動波
形等化器が用いられる。

第２図に従来の波形等価器の一例を示す。同図において
トランスバーサル１に対する入力端子ＩＮに印加される
入力信号をｘ(t)とすると、Ｎ個のタップを有するトラ
ンスバーサルフィルタ１の出力端子ＯＵＴの信号ｙ(t)
は で示される。

ここでτは、上記トランスバーサルフィルタ１の単位遅
延ユニットの遅延時間であり、また、Ｃｉはトランスバ
ーサルフィルタのｉ番目のタップゲインを示す。

上記第(1)式で示されるトランスバーサルフィルタ１の
出力信号ｙ(t)と基準信号発生器２で発生する基準信号
ｒ(t)との誤差信号ｅ(t)、ｅ(t)＝ｙ(t)−ｒ(t)…(2)が
加算器３の出力に得られる。

ここで評価関数として誤差ｅ(t)の２乗積分であるＥ＝
∫ｅ^２(t)ｄｔを用いるものとすれば、この評価関数を
用いた適用アルゴリズムによって等化作用がなされ波形
等化動作が行なわれる。即ち、系は上記評価関数Ｅの値
が小さくなるように制御される。この場合、最大傾斜法
を用いるものとすれば、評価関数Ｅをスカラーベクトル
場を考え、−ＧｒａｄＥの方向にシステムの制御パラメ
ータである上記トランスパーサルフィルタ１のタップゲ
インメモリ６の各タップゲインＣｉを制御すればよい。
この制御の一例として次式に示される相関演算がある。

この相関演算は、入力信号Ｘ(t)と上記減算器３の出力
である誤差信号ｅ(t)との間で行なわれる。この相関演
算において、出力信号に対応した入力信号に対する遅延
信号ｘ（ｔ−ｉτ）は遅延素子群（７_１…７_Ｎ−１）に
よって与えられ、上記第(3)式による相関演算がなされ
る。

この演算結果を参照してタップゲインメモリ６のタップ
利得は逐次修正されるが、ここで新しく修正されたタッ
プゲイン修正量をＣｉ^(new)とし、タップゲインメモリ
６から読み出された修正前の新らしいタップゲイン修正
量Ｃｉ^(new)とし、比例制御を仮定して修正量を とすると、新らしい修正量Ｃｉ^(new)は次式で示され
る。

（αは正の定数） このようにして求めた新しいタップゲイン修正量Ｃｉ
^(new)は以前のタップゲイン修正量Ｃｉ^(old)にかえてタ
ップゲインメモリ６に書き込まれる。

このようにして上述したタップ利得修正アルゴリズム
は、第２図の相関器群４_０，…，４_Ｎ−１で相関演算を
行ない、それぞれ次段のＮ個の加算器５_０，…，５
_Ｎ−１で上記第(4)式によるタップゲインの修正を行な
う。このタップゲインの修正動作を継続することで、各
タップゲインは最適な値に収束して波形等化動作がなさ
れる。

このようにして、タップ利得修正動作にともない波形等
化動作がなされる。この波形等化動作が適性に行なわれ
ない場合、到来信号をテレビジョン信号とするとゴース
ト信号を軽減できず再生画像が劣化するという問題が発
生する。また、テレビジョン信号の帰線期間に文字多重
信号を重畳して文字情報を伝送する所謂文字多重放送等
にあっては、伝送符号に対するアイ開口率が劣化して正
しい文字情報が再生されない。即ち、上記自動波形等化
動作を安定に動作させることが伝送情報を正しく再生す
るうえで必要となる。

自動波形等化作用を劣化させる要因として、系の発散が
挙げられるが、この系の発散の形態の一つとしては、ト
ランスバーサルフィルタの出力歪が入力歪よりも大きく
なる場合があげられる。この原因の一つとして上述した
第(4)式によるタップ利得修正アルゴリズムのうち、相
関演算を行なうにあたり相関データの取り込みタイミン
グが不適正な場合がある。即ち、相関器４_０，４_１，
…，４_Ｎ−１は夫々相関データを入力側及び出力側より
抽出するが、これらのいずれの相関データの取込みタイ
ミングがずれても正しい相関データは得られない。この
ためタップゲインメモリ６のタップ利得が定められた所
期の値とならず、系が不安定となる。この結果伝送信号
の伝送歪に新たな歪量を加えることになり、例えばテレ
ビジョン映像信号の受信の場合にはゴースト歪が増して
再生画像が劣化する。また、文字多重信号を受信する場
合にあっては、伝送文字データ間の干渉が大きくなりア
イ開口率が劣化し、更には伝送された文字情報が正しく
受信者側で得られない場合がある。

文字多重放送は、映像信号の垂直帰線期間の第１０Ｈか
ら第２１Ｈ（偶数フィールドでは第２７３Ｈから第２８
４Ｈ）間に重畳される。第３図は文年多重信号をテレビ
ジョン信号に重畳する形態の一例を示す信号波形図であ
り、第３図ａは奇数フィールドに文字多重信号重畳して
おり、第１６Ｈ，第２１Ｈに文字多重信号を重畳してい
る。一方、第３図ｂは偶数フィールドに文字多重信号を
重畳しており、第２７９Ｈ，第２８４Ｈに文字多重信号
を重畳している。

このような文字多重信号に対して波形等化を行なう場合
には、上記文字多重信号を抽出するため更には抽出した
文字多重信号を相関演算における相関データとして相関
器８_０，８_１，…，８_Ｎ−１に与えるためにタイミング
パルスを供給するタイミング手段が必要となる。つま
り、文字多重信号を抽出し、更には波形等化に供する相
関器４_０，…，４_Ｎ−１に対する相関データ供給のタイ
ミング発生が不可欠となる。

第４図は、自動波形等化動作に供する従来のタイミング
パルス発生回路を示す回路図であり、第５図に示すタイ
ミングチャートを参照してその動作につき説明する。な
お、第５図ａは奇数フィールド、第５図ｃは偶数フィー
ルドの映像信号の垂直帰線期間部を示し、 第４図において、端子９には第３図に示したテレビジョ
ン信号が印加される。この端子９に印加されたテレビジ
ョン信号からは垂直同期信号が垂直同期回路１０によっ
て分離され、この信号は映像信号の垂直帰線期間開始後
４Ｈ付近で立ち上がり７Ｈめ付近で立ち下がる第５図ｆ
に示す信号であって、１フィールドに１回発生する。そ
してこの分離した垂直同期信号（第４図ｆ）から２番目
の切込パルスに相当する位置にＶカウンタリセットパル
ス（第４図ｇ）をＶカウンタリセットパルス発生回路１
２によって発生する。

一方、上記端子９に印加された映像信号からの水平同期
信号パルスｆ_Ｈの抽出は水平同期回路１１によって行な
われ、この水平同期回路１１は、水平同期パルスｆ_Ｈ及
びこれの２倍の周波数である２ｆ_Ｈを出力する。

上記Ｖカウンタリセットパルス発生回路１２は、上記水
平同期回路１１で発生したパルス２ｆ_Ｈ（第５図ｅ）を
クロックとし、これを５２５クロック分カウントして上
述したＶカウンタリセットパルス（第５図ｇ）を発生す
る。このパルスは、自動等化器の系全体の基準時間とし
て機能し、このパルスを基準にして相関演算の相関デー
タの取り込みタイミングをはじめとする各制御のタイミ
ングが規定される。このように上記のＶカウンタリセッ
トパルス発生回路１２の出力パルス（第５図ｇ）を自動
波形等化のシステム制御の基本タイミングパルスとする
のは、上記垂直同期信号（第５図ｆ）に対してこれより
も時間的に遅れたパルスの方がゴースト歪等による影響
を受けにくく、基準タイミングパルスとして適している
ことによる。即ち、ゴースト歪等による影響を受けにく
い時間的遅れを垂直同期信号に対して有するパルスを基
準タイミングパルスとする。

基準時間的な性格を持つ上記Ｖカウンタリセットパルス
発生回路１２の出力によってＶカウンタ１３はリセット
され、かつ２ｆ_Ｈをクロックとする。水平同期の周波数
ｆ_Ｈと垂直同期の周波数ｆ_Ｖとの間には、２ｆ_Ｈ／５２
５＝ｆ_Ｖ…(5)なる関係があるので、上記水平同期回路
１１の出力２ｆ_Ｈを５２５クロック計数することにより
Ｖカウンタ１３の出力に得る。

また、Ｖカウンタ１３の出力で規定される垂直同期信号
の周波数に等しいパルスｆ_Ｖは多重位置指定タイミング
回路１４にリセットパルスとして加えられる。この多重
位置指定タイミング回路１４は、テレビジョン信号に重
畳された文字多重信号を抽出するためのパルス（第５図
ｈ，ｉ）を発生するための回路であり、奇数フィールド
では第５図ｈに示すパルスを、偶数フィールドでは第５
図ｉに示すパルスを文字多重信号抽出パルスとして発生
する。文字多重信号をテレビジョン信号からから抽出す
るためのパルスは、このようにして端子１５に得られ
る。一方、自動等化作用として相関演算のデータ取り込
みタイミング（第５図ｈ，ｉ）やタップ利得修正に必要
な他のタイミングはタップゲイン修正タイミング信号発
生回路１６によって、上記多重位置指定タイミング回路
１４の出力パルスをリセットパルスとして、上記ｆ_Ｈ，
２ｆ_Ｈのパルス或いはこれらを更に分周したパルスをカ
ウントすることによって得られ、その出力パルスが端子
１７に得られる。

このようにして、文字多重信号は、上記端子１５に得る
抽出パルス（第５図ｈ，ｉ）によって抽出され、抽出さ
れた文字多重信号をもとに相関演算等のタップ利得修正
のための修正アルゴリズムが行なわれる。

この場合、伝送された映像信号中の垂直同期信号に雑音
が混入して上記Ｖカウンタリセットパルス発生回路１２
の出力パルスの発生タイミングずれると、これにともな
い文字多重信号を抽出するタイミングパルス（第５図
ｈ，ｉ）の発生タイミングもずれる。このため、タップ
利得修正演算の一例である相関演算のための相関データ
として適切でないデータが取り込まれてしまう。

例えば、相関演算対象が文字多重信号であるにも拘ら
ず、映像信号が取り込まれ誤まった相関データでタップ
ゲインが修正されてしまう。この結果、トランスバーサ
ルフィルタのタップゲインが不適当な値に設定され系が
不安定となる。

また、タップゲイン修正の基準量ともなる第２図中の基
準信号発生器２で発生する基準信号ｒ(t)の取り込みデ
ータも正しい値でなくなり、誤まった修正量によってタ
ップ修正演算が行なわれこれによっても正しいタップゲ
インの修正が行なわれず系が不安定となる。

〔発明の目的〕

この発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、例え
ばテレビジョン受像機のチャンネル切換時、或はフラッ
ター現象等によって同期信号が正しく得られないとき
に、タップゲインの修正を停止して誤まったタップ利得
の修正によってタップゲインが不安定となり系が発散す
ること防止に安定な等化動作を持続し得る自動等化器を
提供することを目的とする。

〔発明の実施例〕

第６図は、この発明に係る自動等化器に適用されるタイ
ミングパルス発生回路５０の一実施例を示す回路図であ
り、前述の第５図のタイミングチャートを用いてその動
作を次に説明する。

この発明においては、自動波形等化作用において、タッ
プゲイン修正演算における演算アルゴリズムである例え
ば相関演算で相関演算対象である相関データの取込みタ
イミング、或いはトランスバーサルフィルタのタップゲ
インの修正タイミング等のタイミングがずれることによ
る系の不安定動作を防止する。このように系を制御する
タイミングパルスは、系の安定性に深く関係するわけで
あるが、この発明では系の制御パルスのタイミングが不
適当である場合を検出し、この検出結果に応じてタップ
ゲインの修正動作を停止する。

第６図は、タップ利得修正アルゴリズムに関する制御部
分については省略し、系の安定性を確保するためタイミ
ング信号の時間的なずれを検出してタップゲイン修正を
停止するに供するタイミングパルス発生手段５０を示
す。説明の便宜上、タップ利得修正アルゴリズムの一部
として相関演算を行なう例を説明するが、タップ利得修
正アルゴリズム自体はこれに限られるものではなく、他
の演算であってもよい。

また、自動等化作用として相関演算のデータ取り込みタ
イミングやタップ利得修正に必要な他のタイミングは従
来一般に行われている方法により得るので、ここでは説
明を省略する。

第６図の入力端子９０にはテレビジョン信号（第５図
ａ，ｃ）が印加され、この信号は垂直同期回路１００、
水平同期回路１１０に加わる。水平同期回路１１０は水
平同期周波数ｆ_Ｈ，２ｆ_Ｈを出力する。

また垂直同期回路１００は上記端子９０に入った映像信
号から垂直同期パルスｆ_ｖ（第５図ｆ）を分離する。シ
フトレジスタ３１は上記パルス２ｆ_Ｈをクロックとし、
端子３２に印加された上記垂直同期パルス（第５図ｆ）
をシフトする。また、上記シフトレジスタ３１は上記垂
直同期パルスｆ_ｖのタイミングが正常か否かの検出に供
するパルスをアンドゲート３６の出力端に発生する。こ
のアンドゲート３６の出力端に得られる検出パルスは上
記シフトレジスタ３１の１段目の出力を反転したパルス
と２段目の出力のアンド演算して得る。また、上記自動
等化動作の制御に関するクロックに対して基準時間パル
スとして用いられるパルス（第５図ｇ）は、上記シフト
レジスタ３１の２段目の出力パルスと３段目の出力を反
転したパルスとのアンド演算することでアンドゲート３
３の出力端に得られる。

アンドゲート３３の出力はＶカウンタ１３０のクリア端
子３４に入力される。

Ｖカウンタ１３０は上記クリア端子３４が“１”のとき
クリアされる。上記アンドゲート３３の出力によってＶ
カウンタ１３０がクリアされたとき、ＶカウンタのＬＳ
Ｂ出力端子に表われる信号は、Ｖカウンタ１３０の入力
である端子３０に入るクロック２ｆ_Ｈが立ち上がった直
後には、まだ「１」１の状態なので２クロックの間クリ
ア状態となり第５図ｊに示すようになる。

垂直同期パルスｆ_Ｖと水平同期パルスｆ_Ｈとの間には前
述した第(5)式に示す関係があるので、Ｖカウンタ１３
０で５２５クロックをカウントすれば垂直同期パルスｆ
_Ｖをアンドゲート３５の出力に得る（第５図ｋ）。この
ため、上記Ｖカウンタ１３０は第５図ｊ_２のタイミング
で「１」を計数し、第５図ｊ_３のタイミングでは５２３
をカウントすることになる。このときＶカウンタ１３０
が「５２３」をカウントしているタイミングかどうかは
アンドゲート３５で検出する。従ってアンドゲート３５
の出力は第５図ｌのようになる。

また、イクスクルーシーブオア３７は、上記アンドゲー
ト３５の出力（第５図ｋ）とアンドゲート３６の出力
（第５図ｌ）とを入力とし、両者が一致しているかどう
かの判定を行なう。両者が一致しているときは上記イク
スクルーシブオア３７の出力は「０」で、不一致の場合
は「１」となる。

波形等化動作が上記アンドゲート３３の出力パルス（第
５図ｇ）をもとにタイミング制御がなされ自動等化作用
が安定に行なわれているときには上記イクスクルーシー
ブオア３７の出力は「０」となりクリア端子４０にはク
リアパルスが加わらず、カウンタ３９はクロック端子４
１に供給されるＶカウンタ１３０のＬＳＢから２ビット
目のパルスｆ_Ｈをカウントする。パルスｆ_Ｈのカウント
パルス数が「８」になるとアンドゲート４２の一方入力
は「０」となり端子４１に対するクロックの供給が停止
される。このとき前述したように、系が安定していると
きにはクリアパルスはカウンタ３９に与えられないの
で、カウンタ３９の出力端子４３は「１」に保たれる。

いいかえると、端子４３の値が「１」に保たれて系が安
定状態となっているときには、上述した自動等化作用に
おけるタップゲイン修正動作は継続してタップ利得修正
動作が行なわれ、タップ利得修正演算の一つとしてあげ
られる相関演算での相関データの取り込みタイミングは
上記アンドゲート３３の出力パルスを基準に適正に行な
われる。

次に、雑音等の影響によって垂直同期回路１００の出力
パルスｆのタイミングが異常となった場合について、タ
ップゲイン修正動作を停止して系の発散を防ぐ動作につ
き説明する。

いま、テレビジョン受像機のチャンネルの切換え時やフ
ラッタリング等によって垂直同期回路１００で抽出され
た垂直同期パルスｆ_Ｖが第５図ｆのタイミングから第５
図ｍに示すタイミングにずれたとする。このときアンド
ゲート３６の出力は第５図ｌとは異なり第５図ｎに示す
ような信号が出力される。この場合Ｖカウンタ１３０の
カウント値は「５２３」ではないので、アンドゲート３
５の出力は「０」となり、系が安定状態となっている場
合に「１」であったイクスクルーシーブオア３７の出力
は「１」となる。このため のパルスを反転した２ｆ_Ｈのパルス（第５図ｊ）とアン
ドゲート３５の出力パルスとのアンド演算をしたパルス
（第５図）が、上記アンドゲート３８の出力に得られ
る。このアンドゲート３８の出力はカウンタ３９のリセ
ットパルスとして端子４０に加わり、カウンタ３９の出
力端子４３は「０」となる。カウンタ３９の出力端子４
３が「０」となると、インバータ４５によってアンドゲ
ート４２の一方端は「０」となり、このアンドゲート４
２よりｆ_Ｈのクロックパルスがカウンタ３９のクロック
端子４１に加えられる。そして、カウンタ３９は、上記
アンドゲート３８の出力パルス第５図（）によってリ
セットされてから８フィールドにわたる期間に８クロッ
ク分カウントを続けると再びリセットされる。

即ち、垂直同期信号の乱れをイクスクルーシーブオア３
７が「１」となることで検出して、上記カウンタ３９が
リセットされてから８フィールドの期間は上記カウンタ
３９の出力端子４３は「０」となる。いいかえると同期
パルスのタイミングが異常であることによりカウンタ３
９がリセットされてから８フィールドの期間はタップ利
得修正動作は停止され誤まった修正データによるタップ
利得の修正を防止する。なお、タイミングの誤まりを検
出してから８フィールド後に再度リセットされた後に
は、再びアンドゲート３６の出力とアンドゲート３５の
出力とのタイミングの比較によって新たにタイミングが
正常か否かの判定を行なう。この判定結果に応じて上記
カウンタ３９の出力端の状態が定められる。上述したよ
うに、カウンタ３９の出力が「０」のときはタップゲイ
ンの修正は停止し、その停止期間は上記実施例では８フ
ィールドである。

いいかえると、一担タイミングの異常が検出されると８
フィールドの期間はタップゲインの修正を停止して自動
等化動作を行なう系の発振を防止する。

上記実施例においては、タイミングの異常を検出してか
らタップゲインの修正を停止する期間を８フィールドと
したが、これに限定されるものではなくカウンタ３９の
カウント値を設定することにより、異常検出の検出感度
を考慮して任意に設定し得る。

また、自動等化の修正アルゴリズム自体上記した実施例
に限定されるものではない。

更に、上記の説明において基準タイミング信号は例えば
垂直同期信号の立ち下がり部等の固定信号であってもよ
く、また確率的に一定なデジタル信号であってもよい。
即ち、この発明による波形等化はアナログ信号、デジタ
ル信号、いずれに対しても適用し得るものである。

〔発明の効果〕

以上述べた様にこの発明によれば、周期的に伝送される
波形等化動作の基準タイミング信号が正常に得られなか
った場合に、これを検出してタップゲインの修正動作を
所定期間停止することで、系の発散を防止し安定した動
作の自動等化器を提供し得る。

これにより、制御のタイミングのずれにともなう修正ア
ルゴリズムによる修正量の誤差に起因する系の発散が防
止される。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の概要を示す回路図、第２図は従来の
自動等化器を示す回路図、第３図は文字多重放送の信号
を示す波形図、第４図は従来の自動等化器に用いられる
タイミングパルス発生回路、第５図は第４図及び第６図
の動作を示すに供するタイミングチャート、第６図はこ
の発明の実施例を示す回路図である。 ９０……タイミング異常検出手段、 ９１……タイミングパルス発生器、 ９２……タップゲイン修正手段、 ９３……波形等化器。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】タイミング基準信号が重畳されたテレビジ
   ョン信号が入力され、このテレビジョン信号から前記タ
   イミング基準信号を抽出するタイミング基準信号抽出手
   段と、 前記タイミング基準信号を基準に波形等化に関するタイ
   ミング信号を発生するタイミング信号発生手段と、 前記タイミング信号に基づいて入力されたテレビジョン
   信号の波形等化動作を行ない波形等化されたテレビジョ
   ン信号を出力する波形等化手段と、 前記テレビジョン信号から垂直同期信号を抽出する垂直
   同期信号抽出手段と、 前記テレビジョン信号から水平同期信号を抽出する水平
   同期信号抽出手段と、 前記水平同期信号をカウントするカウンタと、 前記垂直同期信号と前記カウンタの出力とを比較するこ
   とによりタイミングの異常を検出するタイミング異常検
   出手段とを有し、 前記波形等化手段は前記タイミング異常検出手段の検出
   結果がタイミング異常を示すとき波形等化動作を停止す
   ることを特徴とする自動等化器。