JPH0787570B2 - リミッタ回路 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、映像信号をFM変調して記録再生する映像信
号記録再生装置におけるFM復調装置において、FM変調度
が高く記録された場合の再生FM変調信号のゼロクロス点
の欠落を防止してFM復調信号の反転現象を防止するよう
にしたリミッタ回路に関するものである。

［従来の技術］ 映像信号によりFM変調されたFM変調信号を磁気テープな
どに記録し、また記録されたFM変調信号を再生するよう
にした映像信号記録再生装置において、FM変調度が高い
FM変調信号が記録された場合、反転現象と呼ばれる後記
するような問題が起こる。

第４図は映像信号記録再生装置の再生系の構成を示すブ
ロック図で、磁気テープ（29）からビデオヘッド（30）
で再生した微弱な再生FM信号をアンプ（以下、AMPと称
す）（31）で増幅し、RFイコライザ回路（以下、RF EQ
と称す）（32）で周波数特性を補正し、リミッタ回路
（以下、LIMと称す）（33）により振幅を制限し、FM復
調器（以下、FM DEMODと称す）（34）でFM復調し、デ
ィエンファシス回路（以下、DE EMPHAと称す）（35）
で映像信号に再生するように構成している。

以上のような映像信号記録再生装置において、問題とな
るのは、たとえば第７図（ｄ）に示したように、黒レベ
ルから白レベルに変化する画面の映像信号は第７図
（ｂ）のような波形となるけれども、FM復調された映像
信号が第７図（ａ）に示したような波形となる場合、第
７図（ｃ）に示すような反転現象を生ずることである。

このような反転現象の発生原因について、以下に説明す
る。

映像信号記録再生装置においては、電磁変換特性により
FM信号の下側波がFM信号の上側波に比して強調される。
これにより、ゼロクロス点の欠落を生じる。第４図にお
けるLIM（33）はこのゼロクロス点を検出しており、ゼ
ロクロス点が欠落すると、LIM（33）の出力に正常なFM
信号が出力されない。

このようなリミッタ出力をFM復調すると、正常な映像信
号が得られず、急峻なレベルの低下が発生し、第７図
（ａ）に示した波形になる。すなわち、ゼロクロス点の
欠落が反転現象を招くのである。

従来、この反転現象を防止するリミッタ回路として、
「NHKホームビデオ技術」（横山克哉著、日本放送出版
協会編）のP98〜P100に記載されたDL−FM方式と呼ばれ
るリミッタ回路が知られている。

第５図はこの従来のDL−FM方式のリミッタ回路の構成を
示すブロック図、第６図はこのブロック図の各部分にお
ける信号波形図である。

第５図において、（36）は高域通過フィルタ（以下、HP
Fと称す）、（37）は第１のリミッタ回路、（39）は低
域通過フィルタ（以下、LPFと称す）、（40）は加算
器、（38）は加算する信号の位相合わせをおこなう位相
器、（41）は第２のリミッタ回路である。

つぎに、上記第５図の構成の動作について、第６図の信
号波形図を参照しながら説明する。

第６図（ａ）は記録されるFM信号であり、このFM信号
（ａ）が電磁変換系を通過することによって起こった下
側波強調効果により、第６図（ｂ）に示すように、上側
波に比して下側波が強調された再生FM信号が得らえる。
上記FM信号（ａ）の各ゼロクロス点にＡ〜Ｊの符号を付
すと、再生FM信号（ｂ）では、ゼロクロス点Ｅおよびゼ
ロクロス点Ｆを欠落しており、このままFM復調すると、
反転現象が生ずる。

ここで、再生FM信号（ｂ）はHPF（36）を通過し、その
上側波が強調されて、第６図（ｃ）に示すように、ゼロ
クロス点の欠落のない波形の信号となり、この信号
（ｃ）が第１のリミッタ回路（37）により振幅制限され
て第６図（ｄ）に示すような波形の信号になる。ただ
し、映像信号記録再生装置では、一般に上側波のC/N比
が下側波よりも悪いため、上側波を強調して得た信号
（ｄ）は、ノイズにより本来のゼロクロス点から少しず
れた信号となっている。このようなゼロクロス点のずれ
の原因は他にもあり、それについては後述する。

FM信号におけるゼロクロス点のずれは、復調後のS/N比
の劣化になる。このため、信号（ｄ）をそのままFM復調
すると、S/N比の悪い再生映像信号になる。

他方、再生FM信号（ｂ）はLPF（39）に入力され、その
下側波が強調されて第６図（ｅ）に示すように、ノイズ
によるゼロクロス点のずれが非常に少ない波形の信号が
得られる。上記ゼロクロス点のずれがある信号（ｄ）は
位相器（38）により信号（ｅ）と位相合わせされたの
ち、加算器（40）において加算されて第６図（ｆ）に示
す波形の信号（ｇ）になる。これは、信号（ｄ）にくら
べてノイズによるゼロクロス点のずれが小さくなるた
め、信号（ｄ）を復調した場合より、信号（ｆ）を振幅
制限した第６図（ｇ）に示す信号を復調した方がS/N比
の良い再生信号が得られる。

すなわち、この従来例は、ゼロクロス点Ｅおよびゼロク
ロス点Ｆを復活することができ、かつS/N比の劣化をあ
る程度軽減した復調信号が得られる。

また、第８図は従来の他のリミッタ回路の構成を示すブ
ロック図であり、同図において、（15）は再生FM信号の
入力端子、（17）は側帯波抑圧フィルタで、上記入力FM
信号の下側帯波もしくは上下両側帯波を抑圧する。
（１）は遅延補正器で、入力FM信号を上記側帯波抑圧フ
ィルタ（17）での遅延時間と同一時間だけ遅延する。

（４），（18）は第1,第２リミッタで、各入力信号の振
幅を制限する。（19）は減算器で、上記第２リミッタ
（18）の出力から上記第１リミッタ（４）の出力を減算
する。（21）はローパスフィルタ（以下、LPFと称
す）、（22）はスライサで、上記LPF（21）の出力信号
の小振幅信号成分を除去する。

（20）は遅延補正器で、上記第１リミッタ（４）からの
出力信号を上記LPF（21）およびスライサ（22）で生じ
る遅延時間と同一時間だけ遅延する。（23）は加算器
で、上記遅延補正器（20）の出力と上記スライサ（22）
の出力とを加算する。（16）は出力端子である。

つぎに、上記第８図の構成の動作について、第3A図、第
3B図の信号波形図を参照しながら説明する。

入力端子（15）に第3A図（ａ）で示すように、ｘおよび
ｙの個所でゼロクロス点を消失しているFM信号が入力さ
れると、この入力FM信号（ａ）は側帯波抑圧フィルタ
（17）に入力される。このとき、上記側帯波抑圧フィル
タ（17）の周波数特性が第２図のＡであると、同図のｓ
付近に入力FM信号（ａ）の搬送波成分が、ｔ付近に下側
帯波、ｕ付近に上側帯波が存在する。

この側帯波抑圧フィルタ（17）の出力信号は側帯波の抑
圧により第3A図（ｂ）のような波形になる。

一方、遅延補正器（１）に入力されたFM信号（ａ）は遅
延補正されたのち、第１リミッタ（４）に入力されて第
3A図（ｄ）で示すような波形となる。同様に、上記側帯
波抑圧フィルタ（17）の出力信号（ｂ）は第２リミッタ
（18）に入力されて第3A図（ｅ）で示すような波形とな
る。

ついで、上記第１リミッタ（４）の出力信号（ｄ）およ
び上記第２リミッタ（18）の出力信号（ｅ）が減算器
（19）に入力されて減算され第3A図（ｇ）に示すような
出力信号となる。

その出力信号（ｇ）は、つぎにLPF（21）に入力されて
第3B図（ｊ）に示すような信号を出力し、この信号
（ｊ）がスライサ（22）に入力されスライスレベルs1,s
2でスライスされて第3B図（ｍ）で示す信号が出力され
る。すなわち、LPF（21）とスライサ（22）とにより、
上記減算器（19）からの出力信号（ｇ）のうち、幅の狭
いパルスp1は除去され幅の広いパルスp2だけが抽出され
る。

つぎに、上記遅延補正器（20）により遅延された第１リ
ミッタ（４）の出力信号（ｄ）に上記幅の広いパルスp2
が加算器（23）により付加されて、第3B図（ｒ）で示す
信号が端子（16）から出力される。

以上の結果、出力端子（16）に出力される信号（ｒ）に
おいて、入力FM信号（ａ）のゼロクロス点A,B,C,Dはそ
の位置のまま保存されており、これに付加されるパルス
p1により、入力FM信号（ａ）において消失しているｘの
個所のゼロクロスは復活されることになるけれども、ｙ
の個所に対応する部分のゼロクロスは消失したままで、
復調したとき、そこで反転現象をひき起こすことにな
る。

また、上記第８図で示す構成のリミッタ回路において、
上記側帯波抑圧フィルタ（17）の周波数特性を第２図の
Ｂに設定した場合、この側帯波抑圧フィルタ（17）の出
力信号は第3A図の（ｃ）で示すようなものとなり、この
信号（ｃ）を第２リミッタ（18）に入力すると、第3A図
（ｆ）のような出力信号が得られる。

ついで、この出力信号（ｆ）から第１リミッタ（４）の
出力信号（ｄ）を減算器（19）において減算することに
より、第3A図（ｉ）に示す信号が得られ、これをLPF（2
1）に通すことにより、第3B図（ｌ）に示す信号とな
る。

つづいて、上記信号（ｌ）をスライサ（22）においてス
ライスレベルs1,s2でスライスすることにより、第3B図
（ｏ）で示す信号となり、さらに、この信号（ｏ）を加
算器（23）において上記遅延補正器（20）により遅延さ
れた第１リミッタ（４）の出力信号（ｄ）に加算するこ
とによって、第3B図（ｑ）で示す信号が端子（16）から
出力される。

その結果、出力端子（16）に出力される信号（ｑ）にお
いて、入力FM信号（ａ）のゼロクロス点A,B,C,Dはその
位置のまま保存されており、入力FM信号（ａ）において
消失しているｘおよびｙの個所のゼロクロスがともに復
活されることになる。

［発明が解決しようとする課題］ 従来のリミッタ回路は以上のように構成されているの
で、DL−FM方式のリミッタ回路によれば、ゼロクロス点
が欠落していない個所にもHPF（36）により低域抑圧さ
れたC/N比の悪い信号が加算されるため、ゼロクロス点
はノイズによってずれを生じ、結果として、S/N比を劣
化させるという問題があり、また、ノイズが全く存在し
ない場合でも、LPF（39）の出力とHPF（36）および第１
のリミッタ回路（37）を通過した出力との加算比によっ
て、FM伝送系の周波数特性が変化するためにゼロクロス
点のずれを生ずる。このようなゼロクロス点のずれは、
復調後の映像信号の周波数特性の変化を引き起こした
り、歪を生じさせる。

さらに、第５図に示す従来のDL−FM方式のリミッタ回路
において、加算比の変化は反転現象の抑圧効果の程度を
変化させる。したがって、反転現象の抑圧効果の程度に
よって、復調後の映像信号の周波数特性の変化や歪を生
じるという問題があった。

また、第８図に示す構成の従来のリミッタ回路によれ
ば、ゼロクロスの消失したすべての個所の復活は可能で
あるけれども、第3B図（ｑ）で示したパルスp2が本来の
パルスよりも幅の広いものとなり、これを復調した場
合、波形が歪んだり、復調信号の周波数特性がいちじる
しく劣化するという問題があった。

この発明は上記のような問題点を解消するためになされ
たもので、S/N比の劣化を最小限にとどめるとともに、
周波数特性の劣化や波形歪を生じることなく、反転現象
を防止することができるリミッタ回路を提供することを
目的とする。

［課題を解決するための手段］ この発明にかかるリミッタ回路は、入力したFM信号を分
岐して伝送するための複数の分岐線（15A）〜（15C）
と、これら分岐線のうちの１つの分岐線（15A）を介し
て入力されるFM信号の振幅を制限する第１リミッタ
（４）と、他の分岐線（15B），（15C）のそれぞれに接
続されていて分岐線を介して入力されるFM信号の下側帯
波もしくは上下両側帯波を抑圧するものでその抑圧特性
がそれぞれ異なるように設定されている複数個の側帯波
抑圧フィルタ（2A），（2B）と、これら各側帯波抑圧フ
ィルタの出力側にそれぞれ接続されていて側帯波抑圧フ
ィルタの出力信号の振幅を制限する複数個の第２リミッ
タ（5A），（5B）と、第１リミッタ及び各第２リミッタ
の各出力線の間に並列に接続されていて２つのリミッタ
からの出力信号を入力して演算を行う複数個の演算器
（19A），（19B）と、これら演算器の出力信号から幅の
広いパルス信号のみを抽出するパルス抽出器（LPF（21
A），（21B）及びスライサ（22A），（22B））と、この
パルス抽出器により抽出されたパルス信号を上記第１リ
ミッタの出力信号に付加する加算器（23）とより構成し
たことを特徴とする。

［作用］ この発明によれば、入力FM信号の側帯波を抑圧し振幅制
限したFM信号と振幅制限のみを施したFM信号とから発生
されるパルス信号のうち幅の広い信号を抽出することに
より、ゼロクロス点が消失している位置を検出し、この
検出したFM信号のゼロクロス点の消失した個所にのみ幅
の広いパルス信号を付加することによりゼロクロス点を
復活させることができるので、S/N比の劣化が最小で、
かつ周波数特性の変化のない復調信号を得ることができ
る。

［発明の実施例］ 以下、この発明の一実施例を図面にもとづいて説明す
る。

第１図はこの発明の一実施例によるリミッタ回路の構成
を示すブロック図であり、同図において、（１）、
（４）、（15）、（16）、（20）、（23）は第８図で示
す従来例と同一であるため、該当部分に同一の符号を付
して、それらの詳しい説明を省略する。

第１図において、（2A），（2B）はそれぞれ側帯波抑圧
フィルタで、上記入力FM信号の下側帯波もしくは上下両
側帯波を抑圧するものであり、一方の側帯波抑圧フィル
タ（2A）の周波数特性は第２図のＡに設定され、他方の
側帯波抑圧フィルタ（2B）の周波数特性は第２図のＢに
設定されている。

（5A），（5B）は２個の第２リミッタで、上記各側帯波
抑圧フィルタ（2A），（2B）の出力信号の振幅をそれぞ
れ制限する。（19A），（19B）はそれぞれ減算器で、一
方の減算器（19A）は第２リミッタ（5A）の出力から第
１リミッタ（４）の出力を減算し、他方の減算器（19
B）は第２リミッタ（5B）の出力からもう一方の第２リ
ミッタ（5A）の出力を減算する。

（21A），（21B）はそれぞれLPF、（22A），（22B）は
それぞれスライサで、上記各LPF（21A），（21B）の出
力信号から小振幅信号成分を除去する。

なお、加算器（23）は上記スライサ（22A），（22B）か
ら出力されるパルス信号を遅延補正器（20）の出力信号
に加算する。また、（15A）〜（15C）は入力したFM信号
を分岐して伝送するための複数の分岐線であり、それぞ
れ、遅延補正器（１），側帯波抑圧フィルタ（2A），
（2B）に接続されている。

つぎに、上記構成の動作について、第3A図および第3B図
の信号波形図を参照しながら説明する。

入力端子（15）に入力される再生FM信号が第3A図（ａ）
で示すように、ｘおよびｙの個所でゼロクロス点を消失
している信号である場合、この入力FM信号（ａ）は互い
に異なる周波数特性の側帯波抑圧フィルタ（5A），（5
B）により、その下側帯波もしくは上下両側帯波がそれ
ぞれ抑圧されて、第3A図（ｂ）および（ｃ）で示すよう
な信号となる。

一方、遅延補正器（１）に入力されたFM信号（ａ）は遅
延補正されたのち、第１リミッタ（４）に入力されて第
3A図（ｄ）で示すような波形となる。

同様に、上記各側帯波抑圧フィルタ（2A），（2B）の出
力信号（ｂ），（ｃ）はそれぞれ第２リミッタ（5A），
（5B）に入力されて第3A図（ｅ），（ｆ）で示すような
信号となる。

ついで、上記第１リミッタ（４）の出力信号（ｄ）およ
び上記一方の第２リミッタ（5A）の出力信号（ｅ）が減
算器（19A）に入力されて減算され第3A図（ｇ）に示す
ような出力信号となり、また、上記両第２リミッタ（5
A），（5B）の出力信号（ｅ），（ｆ）が減算器（19B）
に入力されて減算され第3A図（ｈ）に示すような出力信
号となる。

それら各出力信号（ｇ），（ｈ）は、つぎにLPF（21
A），（21B）にそれぞれ入力されて第3B図（ｊ），
（ｋ）に示すような信号を出力し、これら信号（ｊ），
（ｋ）がスライサ（22A），（22B）にそれぞれ入力され
スライスレベルs1,s2でスライスされて第3B図（ｍ），
（ｎ）で示す信号が出力される。

すなわち、上記LPF（21A），（21B）とスライサ（22
A），（22B）とにより、上記減算器（19A），（19B）か
らの出力信号（ｇ），（ｈ）のうち、幅の狭いパルスp
1,p11は除去され幅の広いパルスp2,p22だけが抽出され
て、それぞれ第3B図（ｍ），（ｎ）のような信号とな
る。

つぎに、これら信号（ｍ），（ｎ）が加算器（23）にお
いて、上記遅延補正器（20）により遅延された第１リミ
ッタ（４）の出力信号（ｄ）に加算され、第3B図（ｐ）
に示す信号が端子（16）から出力される。

以上の結果、出力端子（16）に出力される信号（ｐ）に
おいて、入力FM信号（ａ）のゼロクロス点A,B,C,Dはそ
の位置のまま保存されており、入力FM信号（ａ）におい
て消失しているｘおよびｙの個所のゼロクロスが第３図
（ｐ）で示す信号のパルスp2,p22により復活されること
になる。また、これらパルスp2,p22の幅は適正な幅であ
るため、これを復調したときのS/N比の劣化を最小に抑
えることができるとともに、周波数特性の劣化や波形歪
も生じることなく、反転現象を防止することができる。

本願の実施例をさらに詳しくわかりやすく説明する。

側帯波抑圧フィルタ（2A）は、第２図のＡの特性を持つ
ので、抑圧度が比較的小さい。このため、入力信号が第
3A図（ａ）であったときｘのように辛うじてゼロクロス
点が消失した箇所については、ゼロクロス点が復活し、
後段の第２リミッタ（5A）によりパルスを復活させるこ
とができる。この時復活したパルス幅は、側帯波抑圧フ
ィルタ（2A）の抑圧度が比較的小さいことから波形歪も
小さく適正な幅となる。

ところが、第3A図のｙのように比較的大きくゼロクロス
を消失している場合、側帯波抑圧フィルタ（2A）では抑
圧度が小さいため、ゼロクロス点は復活しない。従っ
て、消失したパルスを復活させることができない。

一方、側帯波抑圧フィルタ（2B）は、第２図のＢの特性
を持つので、抑圧度が大きい。このため、入力信号が第
3A図（ａ）であったときｙのような箇所でもゼロクロス
点を復活させることができる。ところが、この側帯波抑
圧フィルタ（2B）では上述のｘのような箇所については
抑圧度が大きすぎて波形歪が大きくなり、ゼロクロス点
が復活しても復活したパルスの幅は、適正な幅より広く
なってしまい、復調した際の信号品質を劣化させる原因
となる。

そこで本実施例では、第3A図（ａ）のｘのような箇所で
は抑圧度を小さく設定した側帯波抑圧フィルタ（2A）及
び第２リミッタ（5A）により復活したパルスを用い、ｙ
のような箇所では抑圧度を大きく設定した側帯波抑圧フ
ィルタ（2B）及び第２リミッタ（5B）により復活したパ
ルスを用いて、第１リミッタで消失したパルスを付加す
るようにしている。

従って、本実施例によれば、復活したパルスの幅は適正
な幅を保持しており、かつ高精度なパルス付加が可能で
ある。

本願の重要な点は、ゼロクロス点がどのように消失して
いたとしても、常に適正な幅でパルスを復活させること
ができるように、抑圧特性が異なる複数個の側帯波抑圧
フィルタを備えるようにし、この複数個の側帯波抑圧フ
ィルタ及び第２リミッタを用いて、第１リミッタで消失
したパルスを復活させることにある。

なお、上記実施例では、２個の側帯波抑圧フィルタ（2
A），（2B）を用いた構成としたが、３個以上であって
もよく、その個数に応じて、第２リミッタ、減算器、LP
F、スライサを増設することにより、上記実施例と同様
な効果を奏する。

また、上記実施例では、２個の側帯波抑圧フィルタ（2
A），（2B）の遅延量が同一のもので示したが、異なる
遅延量のものを用いてもよく、その場合は、各側帯波抑
圧フィルタ（2A），（2B）の後段に遅延補正器を設ける
ことによって、上記実施例と同様な効果を奏する。

また、上記各実施例において、第１リミッタ（４）およ
び第２リミッタ（5A），（5B）のかわりに、入力信号の
正負を判別して、正のときは、ある一定レベルを、ま
た、負のときは、正のときとは違った一定レベルを出力
する正負判別器を用いても、上記各実施例と同様の効果
を奏する。

［発明の効果］ 以上のように、この発明によれば、再生FM信号のゼロク
ロス点が欠落したところのみを抽出し、その欠落個所に
のみ適正な幅のパルスを付加してゼロクロス点を復活さ
せるように構成したので、より適正なパルス幅を持った
パルスを、より高精度に復活させることが可能であるこ
とから、FM復調した信号のS/N比の劣化を最小に抑える
ことができ、さらに、復調信号の周波数特性の劣化や波
形歪のない状態で、反転現象を防止することができると
いう効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例によるリミッタ回路の構成
を示すブロック図、第２図は側帯波抑圧フィルタの周波
数特性図、第3A図および第3B図は第１図および第８図の
動作を説明する信号波形図、第４図は映像信号記録再生
装置の再生系を示すブロック図、第５図は従来のDL−FM
方式のリミッタ回路の構成を示すブロック図、第６図は
第５図の従来例の各部の信号波形図、第７図は反転現象
を説明するための図、第８図は従来の他のリミッタ回路
の構成を示ブロック図である。 （１），（20）……遅延補正器、（2A），（2B）……側
帯波抑圧フィルタ、（４）……第１リミッタ、（5A），
（5B）……第２リミッタ、（15）……入力端子、（16）
……出力端子、（19A），（19B）……減算器、（21
A），（21B）……LPF、（22A），（22B）……スライ
サ、（23）……加算器。 なお、図中の同一符号は同一または相当部分を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】入力したFM信号を分岐して伝送するための
   複数の分岐線と、これら分岐線のうちの１つの分岐線を
   介して入力されるFM信号の振幅を制限する第１リミッタ
   と、他の分岐線のそれぞれに接続されていて分岐線を介
   して入力されるFM信号の下側帯波もしくは上下両側帯波
   を抑圧するものでその抑圧特性がそれぞれ異なるように
   設定されている複数個の側帯波抑圧フィルタと、これら
   各側帯波抑圧フィルタの出力側にそれぞれ接続されてい
   て側帯波抑圧フィルタの出力信号の振幅を制限する複数
   個の第２リミッタと、第１リミッタ及び各第２リミッタ
   の各出力線の間に並列に接続されていて２つのリミッタ
   からの出力信号を入力して演算を行う複数個の演算器
   と、これら演算器の出力信号から幅の広いパルス信号の
   みを抽出するパルス抽出器と、このパルス抽出器により
   抽出されたパルス信号を上記第１リミッタの出力信号に
   付加する加算器とを具備したことを特徴とするリミッタ
   回路。