JPH0724367B2 - Ｖｓｂ―ａｍ変復調方式とその復調装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明は、VSB−AM変調方式で過変調され、送信され
てきた正極性同期を有するテレビジョン信号の復調側の
同期検波に係り、過変調の場合のキャリア再生に関する
ものである。

（発明の概要） この発明は、正極性同期を有するテレビジョン信号をVS
B−AM変調方式で過変調した場合の、復調側で同期検波
するために必要なキャリアの再生に関するもので、テレ
ビジョン信号を過変調するとキャリアの位相が反転した
期間が生じることもあり得るので、キャリア再生用の位
相ロックループ回路を、電源投入時には常時位相誤差信
号で動作させ、前記テレビジョン信号の水平駆動波形を
検出した時点で、該水平駆動波形の中点の前後における
特定の期間のみ、キャリア反転する期間がある場合はそ
の期間をさけて、あるいはキャリア反転する期間が生じ
ないようにして位相誤差信号をサンプルするサンプル・
ホールドモードに切換えて動作させている。

かくすることにより常に正しい位相誤差信号を得て、過
変調の場合でも正確なキャリア再生を行うことができ
る。

（従来の技術） 高品位テレビジョン信号の伝送方式にはMUSE（Multiple
Sub−Nyquist Samplig Encoding）と呼ばれる伝送方式
が有り、これは効率のよい帯域圧縮伝送方式である。初
期のMUSE伝送方式は衛星放送を対象に開発がすすめら
れ、ベースバンド帯域幅は約8MHzアナログ伝送のFM変調
である。

一方MUSE信号は衛星放送のみならず、地上放送やCATV
（Cable Television）伝送も可能である。CATV伝送にお
いては、帯域幅等の条件からその変調方式にはVSB−AM
変調（残料側波帯・振幅変調）方式が有利である。この
種MUSE信号に関するVSB−AM変調の復調側における同期
検波のためのキャリア再生には、従来、リミッティング
方式とか位相ロックループ方式などが用いられてきた
が、いずれの方式も過変調波の復調は、過変調の程度が
小さい場合は別として基本的には無理である。それはMU
SE信号が正極性同期方式で、通常の標準テレビジョン方
式であるNTSC方式の負極性同期方式とは異なり、同期損
を排除した信号形式になっているからである。

（発明が解決しようとする課題） CATVにおいてMUSE信号をVSB−AM変調して伝送する場
合、所要C/N比を確保するためには信号の変調度を上げ
る必要がある。例えばヘッドエンドにおいて、放送衛星
や通信衛星からのFM変調されたMUSE信号をFM復調してそ
のままVSB−AM変調する場合は、このMUSE信号にはプリ
エンファシス処理がなされており（FMモードのMUSE信号
と呼ぶ）、オーバー／アンダーシュートの振幅が全振幅
の半分以上も占めるMUSE信号でキャリアを変調すること
になり、結果は当然大きな過変調となる。

このため、FMモードのMUSE信号をオーバー／アンダーシ
ュートの振幅の小さい、プリエンファシスのかかってい
ないMUSE信号（AMモードのMUSE信号と呼ぶ）に変換して
伝送することが考えられる。しかし、このAMモードのMU
SE信号を用いてVSB−AM変調して伝送する場合において
も、従来の変復調の方式では伝送可能範囲は幹線増幅器
の段数ではたかだか20数段であった。

このため、より大規模なシステムの場合、伝送信号のキ
ャリアレベルを上げる方法がとられてきたが、この方法
ではCATVで伝送されている他の信号（主としてNTSC信
号）にCTB（Composite Triple Beat,複合３次歪）妨害
を与える可能性がある。

そこで本発明の目的は上述の諸欠点を排除し、正極性同
期を有するテレビジョン信号、特にMUSE信号のVSB−AM
伝送における過変調波の復調のためのキャリア再生を可
能とするVSB−AM変復調方式とその復調装置を提供せん
とするものである。

（課題を解決するための手段） この目的を達成するため本発明VSB−AM変復調方式は、V
SB−AM変調方式で過変調され、伝送されてきた正極性同
期を有するテレビジョン信号を受信し、同期検波するに
必要なキャリアを再生するにあたり、キャリア再生用の
位相ロックループ回路を、電源投入時には常時位相誤差
信号で動作させ、前記テレビジョン信号の水平駆動波形
を検出した時点で、該水平駆動波形の中点の前後におけ
る特定の期間のみ、前記位相誤差信号をサンプルするサ
ンプル・ホールドモードに切換えて動作させ、キャリア
を再生することを特徴とするものである。

さらに本発明VSB−AM変調信号の復調装置は、VSB−AM変
復調方式で過変調され、伝送されてきた正極性同期を有
するテレビジョン信号を受信して復調する復調装置にお
いて、当該復調装置が、同期検波器と、受信入力RF信号
のキャリアと再生キャリアの位相を比較する位相比較器
と、同期再生回路の出力信号により前記位相比較器の出
力をゲートするサンプル・ホールド回路と、前記位相比
較器の直接出力とサンプル・ホールド回路を介した前記
位相比較器の出力のといずれか一方を前記同期再生回路
の出力制御信号により制御して選択する切り換え回路
と、該切り換え回路の出力を積分するループ・フィルタ
と、該ループ・フィルタの出力により制御される再生キ
ャリア発生用の電圧制御発振器と、復調RF信号を受けて
同期信号を再生する同期再生回路とを具備することを特
徴とするものである。

（作 用） 本発明変復調方式とその復調装置によれば、同期検波す
るに必要なキャリアを再生するにあたり、キャリア再生
用の位相ロックループ回路を、電源投入時には常時位相
誤差信号で動作させ、受信テレビジョン信号の水平駆動
波形を正確に検出した時点に、その水平駆動波形の中点
の前後における特定の期間のみ、再生キャリア信号の位
相誤差をサンプルし、これを位相誤差信号として使用し
て電圧制御発振器を制御してキャリアを再生し、しかも
過変調で再生キャリアが反転している部分はこれをサン
プルしないようにし、または反転再生キャリアがある場
合は、あらかじめその部分の位相を反転し正しいキャリ
ア位相にするような方式を採用しているので、再生キャ
リアの位相が精度高く得られる同期検波が適正におこな
われて従来の問題点を克服している。

（実施例） 以下添付図面を参照し実施例により本発明を詳細に説明
する。

第１図に本発明に係るキャリア再生の復調側の基本系統
構成ブロック線図を示す。VSB−AM方式で過変調され、
伝送されてきた正極性同期を有するテレビジョン信号例
えばMUSE信号の受信入力信号は、２分配器１で２分配さ
れ、経路11を通る信号は同期検波器２の信号入力とな
り、経路12を通る信号は位相比較器３の一方の入力とな
る。位相比較器３の出力は受信入力信号と再生キャリア
信号の位相差に比例する位相誤差信号である。

この信号も２分配され、経路13を通る信号は直接切り換
え回路４（SW4）の一方の入力となり、経路14を通る信
号はサンプル・ホールド回路５（Ｓ＆Ｈ回路５）を介し
てSW4の他方の入力となる。SW4では前述の２つの経路1
3,14を介した信号の一方が選択され、選択された信号が
経路15を通り、ループフィルタ６を介した後電圧制御発
振器７（VCXO7）の制御入力となる。

VCXO7で発生されたキャリア信号は再び２分配器８で２
分配される。経路16を通る信号は同期検波器２のキャリ
ア入力となり、経路17を通る信号は位相比較器３の入力
となる。同期検波器２の出力であるMUSEのベースバンド
信号は２分配され、一方の信号は経路18を通り復調器出
力となる。他方の信号は経路19を通り同期再生回路９へ
入力される。また同期再生回路９の出力信号の１つはゲ
ートパルスとなりＳ＆Ｈ回路５へ、もう一方の出力信号
は同期再生回路９で同期再生ができたことを示す信号と
なりSW4を制御する。

次にキャリア再生の手順について添付図面を参照して詳
細に説明する。第２図に従来の方法で変調した場合のMU
SE信号のRF信号波形を、第３図（ａ）に本発明に係る過
変調の場合の水平同期波形（HD）付近のRF信号波形を、
HDの極性が逆位相の場合の第ｎラインと第ｎ＋１ライン
について示した。また第３図（ｂ）はこの場合のサンプ
ルゲートパルスの位置を第３図（ａ）に対応して示し
た。但し、これらの波形は正確にはDSB−AM波形（両側
帯波、振幅変調波形）で変調器のVSBフィルタ前におけ
る波形である。しかし、本発明方式に関していえば、復
調器の入力波形と本質的な相違はないので、説明の簡単
化のためにこれらの図を用いた。また第２図では、HDの
極性が互いに反転する２ライン分のHD付近のRF信号を重
ねて表示しているため、上下に分離している包絡線の間
にあるキャリアは図面の錯綜を防いでこれをすべて省略
した。

第２図と第３図（ａ）とを比較するに、第２図において
はキャリアが常に存在し、第３図（ａ）ではキャリアが
存在しない期間が現われたり位相が反転して変調キャリ
ア信号の位相と180度異なる期間が現われてくる。

さて本発明変復調方式においては、電源投入時は第１図
示構成図におけるSW4は上側に接続されており、同期再
生回路９において安定にHD信号が再生されていることを
示す制御信号により下側に接続される。電源投入時に受
信RF信号が過変調の状態になっていても、受信MUSE信号
波形の特徴からキャリアの存在する期間が必ず存在する
から、このキャリアによってVCXO7が入力信号に位相ロ
ックすれば同期検波器２の出力としてMUSE復調信号が必
ず得られる。この復調信号から同期再生回路９によりＳ
＆Ｈ回路５のサンプル用ゲート信号とSW4を制御する制
御信号を得ることができる。

同期再生回路９によりHDを再生し、このHDにより第３図
（ｂ）に示すゲート信号が作られ、この信号によりＳ＆
Ｈ回路５において位相誤差信号をゲートする。従ってＳ
＆Ｈ回路５の出力信号は正しい位相誤差信号となり、こ
の信号がSW4の下側に入力され、この時点ではHDが安定
に再生されているのでSW4は下側を選択している。従っ
て正しい位相誤差信号がVCXO7を制御するので、変調キ
ャリア周波数と位相が完全に一致したキャリアの再生が
行なわれる。

以上は受信テレビジョン信号が過変調ではあるが、同期
信号の部分は過変調になっていない場合である。変調度
がより深くなり、同期信号の部分も過変調になった場合
には、SW4の出力である位相誤差信号は正確ではなくな
る。第４図（ａ）はその様な状態におけるHD付近のRF信
号波形をHDの極性が互いに位相が反転している第ｎライ
ンと第ｎ＋１ラインについてそれぞれ示し、第４図
（ｂ）にその時の正しいゲートパルスの位置について第
４図（ａ）と対応させて示した。第４図（ａ）において
過変調により180゜位相が反転したキャリアはそれぞれ
破線にて示した。第４図（ａ）図示の状態では第２図示
のようにHDの全期間をゲートすると反転キャリアの影響
で位相誤差信号が誤ることになる。従って反転してない
キャリアの期間のみをゲートするために、ゲート信号を
第４図（ｂ）に示すようにHDのほぼ半分近くの期間にす
る。このゲート信号は変調度の深さに応じてその幅を変
えるが、MUSEの伝送クロックにしておよそ４クロック程
度の幅で、その位置は１ライン毎にHDの中点近傍の、変
調度に応じて決まるキャリアが消失する点の前後にそれ
ぞれとってやる。MUSE信号の場合は第３ラインと第２ラ
インはHDの極性を同じにとってあるので、第３ラインに
おいては第２ラインの位置と同じ位置とし、他のライン
は１ライン毎にとる位置を前記消失する点の前後に第４
図（ｂ）図示のごとく交互にその位置を切り換えでる。

変調度が深い場合には以下のような方法をとることもで
きる。すなわち第１図示構成において２分配器１と位相
比較器３の間に第５図に示すキャリア位相反転制御回路
を挿入する。この場合のキャリア再生の方法について第
５図、第６図を参照して説明する。第６図（ａ）はキャ
リア抑圧に近い状態に変調したMUSE信号のRF信号波形で
HD部分の波形のみを示した。第６図（ａ）に示すように
HDの中点近傍の変調度に応じて決まる点を境にしてキャ
リアが必ず反転しており、完全なキャリア抑圧の場合は
HDの中点でキャリアが反転する。

従って、同期再生回路９で作られる第６図（ｂ）に示す
制御信号を用いて位相反転制御回路で受信テレビジョン
信号のRF信号のキャリア位相を位相比較器入力前で制御
することにより、Ｓ＆Ｈ回路５においてゲートされる位
相誤差信号は正しいものとなる。

上記の制御信号は再生されたHD信号により作られるが、
特別の場合としてMUSE信号の第２ラインと第３ラインの
HDの極性は同じなので、この場合は第７図（ａ），
（ｂ）図示のごとく第２ラインのHDの中点付近で反転さ
せた後、第３ライン迄の間にもう１回反転させるものと
する。

なお、本実施例は第１図に示すようにSW4の後にループ
フィルタを接続する構成であるが、前に接続する構成も
可能である。その場合は経路13の途中とサンプルホール
ド回路の後に１個づつ必要となり、それらの出力がSW4
に入力される。

以上本発明のいくつかの実施例について詳細に説明して
きたが、本発明はこれに限定されることなく、特許請求
の範囲された記載の範囲内において各種の変形変更が可
能である。

（発明の効果） 以上詳細に説明してきたように、正極性同期を有するテ
レビジョン信号をVSB−AM変調して伝送する場合、本発
明に係るキャリア再生方法を用いることにより、過変調
が可能となり変調度を大幅に上げることが可能となる。
この結果復調S/Nは従来の方法に比較して最大6dB改善さ
れることになる。

従って、中程度規模以下のCATVではFM−AMモード変換器
を使用せずに、FMモードのまゝでVSB−AM変調して伝送
できるので、システムの簡略化が可能となるし、AMモー
ドでVSB−AM変調して伝送すれば、伝送可能範囲が拡大
されて大規模CATVにも適用が可能となる。また一方伝送
可能範囲を従来と等しくすると、伝送レベルを低くする
ことが可能でCTB（複合３次歪）妨害を減少させること
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係るキャリア再生の復調側の基本系統
構成ブロック線図を示し、 第２図は従来方法で変調した場合のMUSE信号のRF信号波
形を示し、 第３図は本発明に係る過変調（HDの部分は過変調ではな
い）の場合のHD付近のRF信号波形（ａ）と、その場合の
サンプルゲートパルスの位置（ｂ）を対応して示し、 第４図は本発明に係る過変調（HDの部分も過変調の状
態）の場合のHD付近のRF信号波形（ａ）と、その場合の
サンプルゲートパルスの位置（ｂ）を対応して示し、 第５図は本発明で使用される位相反転制御回路を示し、 第６図は本発明に係る過変調が深い場合で、引続くライ
ンのHDが逆極性の場合のHD付近のRF信号波形（ａ）と、
その場合の位相反転制御回路の制御信号（ｂ）とを示
し、 第７図は第６図で引続くラインのHDが同極性の場合のHD
付近のRF信号波形（ａ）と、その場合の位相反転制御回
路の制御信号（ｂ）とを示す。 1,8……２分配器、２……同期検波器 ３……位相比較器、４……切り換えスイッチ ５……サンプル・ホールド回路 ６……ループフィルタ、７……電圧制御発振器 ９……同期再生回路 11,12,13,14,15,16,17,18,19……各信号経路

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】VSB−AM変調方式で過変調され、伝送され
   てきた正極性同期を有するテレビジョン信号を受信し、
   同期検波するに必要なキャリアを再生するにあたり、キ
   ャリア再生用の位相ロックループ回路を、電源投入時に
   は常時位相誤差信号で動作させ、前記テレビジョン信号
   の水平駆動波形を検出した時点で、該水平駆動波形の中
   点の前後における特定の期間のみ、前記位相誤差信号を
   サンプルするサンプル・ホールドモードに切換えて動作
   させ、キャリアを再生することを特徴とするVSB−AM変
   復調方式。
2. 【請求項２】請求項１記載の変復調方式において、その
   同期信号がラインに応じて極性が互いに反転し、かつ、
   その立ち上がりと立ち下がりの中点のレベルが全信号レ
   ベルの真ん中に位置する前記テレビジョン信号の場合、
   位相比較器の出力である前記位相誤差信号をサンプルす
   る期間が、そのラインの同期信号の状態に応じてその同
   期信号の前記中点の前後のいずれか一方に切り替えられ
   ることを特徴とするVSB−AM変復調方式。
3. 【請求項３】請求項１記載の変復調方式において、その
   同期信号がラインに応じて極性が互いに反転し、かつ、
   その立ち上がりと立ち下がりの中点のレベルが全信号レ
   ベルの真ん中に位置する前記テレビジョン信号の場合、
   前記位相ロックループの位相比較器に入力される受信高
   周波信号の位相が、受信信号の変調度に応じて決まる同
   期信号の中点付近１箇所と、さらにそのラインの同期信
   号の状態によってはラインの途中のもう１個所におい
   て、ラインに応じてその極性が切り替えられることを特
   徴とするVSB−AM変復調方式。
4. 【請求項４】VSB−AM変復調方式で過変調され、伝送さ
   れてきた正極性同期を有するテレビジョン信号を受信し
   て復調する復調装置において、当該復調装置が、同期検
   波器と、受信入力RF信号のキャリアと再生キャリアの位
   相を比較する位相比較器と、同期再生回路の出力信号に
   よる前記位相比較器の出力をゲートするサンプル・ホー
   ルド回路と、前記位相比較器の直接出力とサンプル・ホ
   ールド回路を介した前記位相比較器の出力とのいずれか
   一方を前記同期再生回路の出力制御信号により制御して
   選択する切り換え回路と、該切り換え回路の出力を積分
   するループ・フィルタと、該ループ・フィルタの出力に
   より制御される再生キャリア発生用の電圧制御発振器
   と、復調RF信号を受けて同期信号を再生する同期再生回
   路とを具備することを特徴とするVSB−AM変調信号の復
   調装置。
5. 【請求項５】請求項４記載の復調装置が、さらに前記位
   相比較器入力前に、受信テレビジョン信号のRF信号のキ
   ャリア位相を制御する位相反転制御回路を具備し、その
   制御回路が前記同期再生回路の出力で制御されることを
   特徴とするVSB−AM変調信号の復調装置。