JPS5849059B2 - Ｆｓｋ信号の復調方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はＦ Ｓ Ｋ （ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｓｈｉ
ｆｔ Ｋｅｙｉｎｇ）信号の復調方法、特に計数形復
調方法の改良に関する。

通常伝送すべき画像９が、第８図ａの如く黒白２色から
なる場合、ＦＳＸ伝送方式を利用することが多い。

かかる伝送方式は、送信側で画像９を順次走査して、黒
及び白箇所に対応した２値信号９１．９１ａを形成（第
８図ｂ）した後、該信号９１で搬送波を周波数変調し、
２種類の矩形波９３．９４が連続して並ぶＦＳＫ信号９
２を形成（第８図Ｃ）するもので、かかるＦＳＫ信号９
２は、更にローパスフィルタで高周波成分を取り除いて
アナログ化した後、ラインへ送出する。

上記ＦＳＫ信号９２の復調は、一般に次の様にして行な
われる。

第７図の如く、受信信号をシュミットトリガ回路１に於
いて波形整形して第８図Ｃと略同形状の矩形波状のＦＳ
Ｋ信号に整形した後、この信号を微分回路８１へ通すこ
とにより、第８図ｄの如く、ＦＳＫ信号の立上り及び立
下り位置に対応したパルス信号９７．９８を形成する。

更に該パルス信号９７ ．９８で単安定マルチバイブレ
ーク８２を作動すると、第８図ｅの様な信号が得られる
ので、この信号をローパスフィルタ８３へ通すことによ
り、パルス信号９７ ．９８の疎密に対応したアナログ
信号９９が形成される（第８図ｆ）。

従って、該アアログ信号９９を再がシュミットトリガ回
路８４へ印加して波形整形すれば、第８図ｇの如く、送
信画像９の白黒に対応した２値信号９０が復調されるの
である。

ところが上記復調方法は、アナログフィルタ８３により
信号をアナログ処理する関係上、白黒反転位置の検出に
正確さを欠き、再生画像にジッ夕を生じることは避け得
ない。

更に送信画像９の白黒反転が頻繁で、第８図ｂの２値信
号９１ａの如く、ＦＳＫ信号９２と画像信号の周波数が
接近してくると、第８図ｈの様に、受信ＦＳＫ信号１０
中に、僅かなジツタτが生じただけで、第８図ｉ，Ｊの
処理を施し、ローバスフィルタ８３を通過後の信号８５
は第８図ｋの如くレベルが低下し、シュミツｔ− １−
ＩＪガ回路８４では信号変化８５が検知出来ず（第８
図１）、画像の再生ミス８８が生じ、解像度を十分に上
げ得ない問題があった。

本発明者は、第２図ａの様に、Ａ及びＢ状態から成る２
値信号９１で搬送波を周波数変調し、周波数がｆＡ及び
ｆＢ（ただしｆＡ＞ｆＢ）の２種類の信号を具えたＦＳ
Ｘ信号９２を形成した際（第２図ｂ）、２値信号９１の
立上り及び立下り変化点９５．９６を含む位置のＦＳＸ
信号９２のパルス幅（ＴＡＢ？ＴＢＡ）は、Ａ及びＢ状
態に対応するＦＳＸ信号９２の周波数ｆＡ，ｆＢの半周
期ＴＡ，ＴＢの間の値を取り、更に該半周期ＴＡ，ＴＢ
の開始点８６．８７から２値信号９１の変化点９５．９
６までの時間が、測定した時間ＴＡＢＴＢＡ及びＴＡ，
ＴＢの値から正確に算出出来ることを見出した。

即ち、２値信号９１がＡからＢ状態へと変化した場合、
ＦＳＫ信号９２の周期は、第２図ｂの如く、ＴＡからＴ
Ｂに変わり、更に２値信号９１がＡ状態に戻ると、再び
ＦＳＫ信号９２の半周期はＴＡとなる。

一方、ＡとＢ状態間の変化点９５，９６を含む期間ＴＡ
ＢｊＴＢＡは、通常 同様に、２値信号９１の立下り変化点９６を含む期間Ｔ
ＢＡの開始点８７から該変化点９６までの時間は、（２
）式より 上記（４），（６）式に於いて、ＴＡ及びＴＢの値は伝
送システムに固有の値であるから、ＦＳＫ信号９２を受
信後、ＴＡＢ或いはＴＢＡの値を測定すれば、この値か
ら変化点９５．９６までの時間αＴＡ及びβＴＢの値が
正確に求められる。

本発明は、上記の如＜ＦＳＸ信号の各半周期を測定した
後、該測定値から２値信号の変化点を求め、出力信号を
適宜反転させることにより、ジッタの影響が軽減され、
再生画像の解像度が上り、更にアナログ信号処理を必要
としないので、回路の集積回路化が容易となり、又、マ
イクロコンピュータでの処理も可能となるＦＳＫ信号の
復調方法を提供するものである。

以下図面に示す実施例に基づき、本発明を具体的に説明
する。

第１図は、本発明を実施する復調装置の概略を示すもの
であって、シュミットトリガ回路１に於いて、受信した
アナログ信号９９をゼロレベルでスライスすることによ
り、第２図ｄの如く、送信側のＦＳＫ信号９２より定常
的に，ＪＴ進んだ矩形派状のＦＳＸ信号１０が得られる
。

上記，｛Ｔの値は、送信側のローパスフィルタの特性に
関係した値であって、画像再生時に補正される。

上記の様に波形整形されたＦＳＫ信号１０は、更にカウ
ンタ部２で各半周期の継続時間が測定される。

本実施例に於いては、ＦＳＸ信号１０の周波数（ｆＡ，
ｆＢ）より十分高い周波数ｆ。

のクロックパルス３の数を各測定期間中カウントするこ
とにより、時間をパルスの数に対応させて求めている。

カウントしたパルス数ｎは更に演算部４へ入力され、必
要な遅延時間が計算される。

演算部４は、上記カウント数ｎと予め演算部４内に記憶
しておいた、前記ＦＳＫ信号９２の半周期Ｔ Ａｔ Ｔ
Ｂに対応する数、Ｍ（＝ＴＡｆｏ）、Ｎ（一ＴＢｆｏ
）とを比較して信号を発するもので、カウント数がＭの
場合は、測定箇所のＦＳＫ信号１０はＡ状態であるから
、リセット信号１８を出力してＲＳコリップフロップ１
５をリセットし、同様にカウント数がＮの場合はＢ状態
であるからセット信号１７を出力してフリップフ口ツプ
１５をセットする。

又、カウント数がＭとＮの中間値を採る場合、（１）
， （２）式の様に測定した半周期間中に立上り或いは
立下り変化点９５．９６を含む。

ここで直前の半周期でのカウント数がＭの場合、ＦＳＫ
信号１０の変化はＡからＢへの変化であるから、（４）
式から求まる遅延時間αＴＡを計算し、測定期間の開始
から遅延部５でαＴＡ遅延した後、フリツプフロツプ１
５をセットする。

同様に、直前の半周期に於けるカウント数がＮの場合、
ＦＳＸ信号１０の変化はＢからＡであるから、測定開始
位置８７から（６）式で規定されるβＴＢ時間だけ遅ら
した後、ＲＳフリツプフロツプ１５をリセットすること
により、送信側の二値信号９１と正確に同期した二値信
号９０が得られるのである。

なお、上記した遅延時間の演算及びＲＳフリツプフロツ
プ１５のセット、リセットの決定等は、ＦＳＫ信号１０
の各半周期間の持続時間を測定した後に決まる。

従って、ＲＳフリツプフロツプ１５へのセット或いはリ
セット信号１９．１８の出力は、遅延部５で更に一定時
間Ｔｏ（＞ＴＢ）だけ全体的に遅らせることにより、フ
リツプフロツプ１５からは、第２図ｈの如く送信側の２
値信号９Ｆに対し、ＴＯ＋ＪＴだけ遅れた信号９０が得
られるので、かかる時間を補正して画像再生を行なうこ
とにより、ジツタのない鮮明な画像が得られるのである
。

なお、ＦＳＫ信号は、伝送中ジツタの影響を受けやすく
、該影響を考慮に入れず上記処理を行な−うと、ジツタ
の影響で半周期ＴＡがＴＡ＋σに、或いはＴＢがＴＢ−
ρに変化したのを、２値信号９１の変化点９５．９６を
含む期間と誤り、前記した変化点に於ける処理を施した
後、出力信号９０を誤って反転させる虞れがある。

従って、通常は前記演算部４に於ける比較値に余裕を持
たせることにより、誤動作を防止している。

ただし余裕値を必要以上に広くとり過ぎると、実際に変
化点９５．９６を含む半周期間をも、変化がないものと
見誤り、ジツクを逆に発生させる虞れがある。

従って余裕値は、次の式から逆算して決定される。

即ち、ＴＡのカウント数Ｍの余裕値を第３図ｂの如く＋
σに設定した場合、測定区間のカウント数がＭ＋σであ
り且つ次の区間に於けるカウント数がＮに変化すると、
第３図Ｃの様に測定開始から、 経過した後に フリツプフロツプ１５はセットされる。

一方、上記カウント数（Ｍ＋σ）が正確な値、即ち変化
点９５を含む区間を測定したものであった場合、第３図
ｄの様に測定開始から 後にフリツプフロツプ１５はセットしなければならない
ので、測定数は余裕度十σを持たせたことによる誤差ε
１は、 同様にＴＢのカウント数Ｎの余裕値を第３図ｂの如く−
σに設定した場合の誤差ε２は、第３図Ｃ，ｄの様に、 として求まる。

従って、（９） ， （１０）式から許容しつる誤差ε
１，ε２を設定して、この値からσ及びρの値を逆算す
ることにより、許容値が決定出来る。

なお、（９） ， （１０）式から判る通り、ＭとＮの
比を太きくして行くことにより、ε及びε２の値を小さ
く１ Ｎ 出来る。

特にε２の値は、Ｍの値を２以上に設定することにより
、ジッタの影響を押え込むことも可能であるが、以下の
理由から、凡の値は制約をＭ 受ける。

即ち、第３図ａ，ｂの如く、ＢからＡ状態への変化点９
６を含む区間を測定した場合、該区間の始点８７からリ
セット信号が出力されるまでの時間Ｔ４は、 一方、該区間の始点から、 までの時間Ｔ，は、 次の測定期間の終端 従って、Ｔｃを採りうる最小値のＴＢとし、びα力式の
差γをとると、 ０υ及 ここで、ＴＢＡは（Ｎ １）ＴＯ＞ＴＢＡ＞（Ｍ＋１
）Ｔｏの範囲を変化しうるから、その最大値をとると、 （１５）式からＮとＭの比を必要以上に大きくすると、
γの値が負、即ち、時間測定の開始端から３回目の半周
期でリセット信号が発せられ、演算部４では１周期半区
間の信号処理を必要とし、回路構成が複雑となる不利が
ある。

従って、ＭとＮの比を０■式に従って決定するか、或い
は１周期目の終了点で強制的にフリツプフロツプ１５を
リセットすれば上記問題は解消される。

なお、強制的にフリツプフロツプ１５をリセットした場
合、（１４）式で示される誤差γが生じる。

従ッテ、（９） ， （１０）及び０４）式により、誤
差Ｅ１ｒ ５２ ＋ ７”の許容誤差を夫々設定して、
Ｍ，Ｎ及びＴｏ等を決定する。

第４図は、上記復調方法を実際に実施した一例であって
、受信した信号９９を、シュミットトリガ回路１で波形
整形した後、微分回路及び整流器から成る２組の検出器
１１．１２で、第２図ｆの如く、ＦＳＸ信号１０の立上
り及び立下り位置に対応したパルス信号１３．１４を形
成し、この信号１３．１４で、カウンタ部２に於けるカ
ウントの開始、終了を規制する。

カウンタ部２は、第１及び第２カウンタ２１，２２で構
成され、第１カウンタ２１は．ＦＳＫ信号１０の立下り
位置から立上り位置まで、第２カウンタ２２で立上りか
ら立下りまでの半周期の継続時間を測定、即ち、周波数
ｆ。

のクロック信号３のパルス数をカウントし、該カウント
数を交互に演算処理する。

なお、第１及び第２カウンタ２１．２２から出力される
カウント数は、略半周期遅れて同一の操作により処理さ
れるので、以下、第１カウンタ２１から出力されるカウ
ント数の処理回路のみを説明する。

第１カウンタ２１から出力されたカウント数ｎの値は、
比較部６の比較回路６１に入力され、設定値Ｍ，Ｎと比
較される。

設定値Ｍは、二値信号９１のＡ状態に、ＮはＢ状態に対
応するので、ｎの値と設定値Ｍ．Ｎを比較し、ｎがＮの
時は端子６２から、Ｍの時端子６３から、ＭとＮ間では
、端子６４から分離して信号を出力し、夫々遅延部５の
第１遅延回路５１に印加する。

遅延部５は、信号が入力された後、設定時間後、出力側
に信号５２，５３．５４を出すもので、通常、各カウン
ト開始時点から、ＴＢより稍長い時間ＴＯ経過後に信号
が出力される様、遅延時間が設定される。

遅延回路５１の出力の内、カウント数がＭに一致する場
合は、２値信号９１の状態はＡに、Ｎに一致する場合は
状態Ｂに夫々対応するので、カウント数Ｍに対応する信
号５２は、リセット信号発生回路１６に直接印加し、Ｒ
Ｓフリツプフロツプ１５をリセットすると共に、カウン
ト数Ｎに対応する信号５３は、セット信号発生回路１７
に印加し、ＲＳフリツプフロツプ１５をセットする。

更にカウント数ｎがＭ（！：Ｎ間にある場合、信号５４
は反転位置検出部７に入力され、前記（４） ， （６
）式で示した量の遅延が行なわれる。

反転位置検出部７は、出力信号検出部７１及び第２遅延
回路７２を具える。

出力信号検出部７１は、現在処理中の区間の前の半周期
に対応する二値状態を検出するもので、ＲＳフリツプフ
ロツプ１５及び前記第１遅延回路５１の出力側と繋ぎ、
両者から同時に出力信号があると、前半周期はＢ状態で
あり且つ測定開始からＴｃ経過したことを判断して、Ｂ
出力端に出力信号を出力させる。

又、フリツプフロツプ１５側からの出力がなく、第１遅
延回路５１から出力があると、前半周期の出力がＡであ
り且つ測定開始からＴＯ経過を判断して人出力端から信
号を出力させる。

この信号及びＦＳＸ信号１０を利用して、測定開始から
前記した変化点を含む場合の設定時間経過後、セット或
いはリセット信号１８．１９を出力する。

なお、（４）式を変形すると、 個カウントすることにより求まる。

第４図の第２遅延回路７２は、上記（ｌａｌ ， （２
０）式に基づいて、出力信号検出部７１からの出力信号
及び受信ＦＳＸ信号１０と連繋して、測定開始から所定
時間経過後、信号を出す。

即ち、α梯式を変形すると 上式の内、ｎは、周波数ｆ。

のクロツクパルスで変化点９５を含む半周期をカウント
した際のカウント数であるから、第５図ｂの、変化点９
５を含ム半周期を周波数ｆ。

のクロツクパルスのパルス数を数えることに求まり、α
ＴＡｆ１は、遅延時間αＴＡを、周波数ｆ１のクロツク
パルスでカウントした値に対応する。

従って本実施例に於いては、ゲート回路７３及びカウン
タ７４を具え、ＦＳＫ信号１０の立下り位置８６からゲ
ート７３を開いて周波数ｆｏのクロツクパルス３をカウ
ンター７４に印加し、第５図Ｃの如くパルス数をカウン
トし、立上り位置でゲート７３を閉じ、カウンター７４
への入力を断つ。

更に立下り位置８６からＴＯ時間経過後に、出力信号検
出部７１からの入力、即ち、測定開始８６からＴｃ経過
し且つ前半周期がＡ状態に対応し、更にＦＳＫ信号１０
が１’−ＨＩＧＨＪという条件が揃うと、周波数ｆ１側
のゲートが開いてカウンター７４は周波数ｆ１のクロツ
クパルスをカウントする。

ここでカウンター７４を、予めパルスをＮ個カウントす
ると信号を出力する様に設定することにより、（２１）
式から判る通り、ＦＳＸ信号１０の測定開始位置８６か
らＴＯ＋αＴＡ時間経過後にセット信号１９が出力され
るのである。

同様に、Ｂ状態からＡ状態への変化点９６を含む区間の
遅延時間を処理する場合、（２０）式からＭ＝ｎ−βＴ
Ｂｆ２”（２２） が求まる。

従って、ゲート７５には、周波数ｆＯ及びｆ２のクロツ
クパルス３，３ａを印加する一方、カウンターとしてア
ップタウンカウンター７６を使用し、ＦＳＫ信号１０が
ＪＬＯＷ，Ｊで且つ出力信号検出部７１のＢ端子からの
出力が「ＬＯＷ」の条件が揃うとｆ。

側のゲートを開き且つカウンター７６をアップカウント
させ、ＦＳＫ信号１０がｒＨＩＧＨＪで且つ出力信号検
出部７１からの出力が「ＬＯＷ」の時、ｆｏ，ｆ２共に
ゲートを閉じ、更にＦＳＫ信号１０がｒＨ Ｉ ＧＨＪ
で且つ検出部７１からの出力があると、ｆ２側のゲート
を開く。

更に周波数ｆ２の信号がカウンター７６に入力されると
同時に、該カウンター７６をダウンカウントさせる。

更にカウント数がＭになった時、カウンター７６から信
号を出力する様に予め設定することにより、ＦＳＸ信号
１０の立下り点８７から正確にＴＯ＋βＴＢ遅れた位置
でリセット信号１８が出力されＲＳフリツプフロツプ１
５はリセットされるのである。

なお上記回路の内、比較部６以降の処理は、マイクロコ
ンピュータを利用して、ソフトウエアにより行なえる。

この場合の処理は、例えば第６図に示すフローチャート
に従かい信号処理を行なうことにより、２組の演算部を
用いることなく、２或いは３組の信号処理が同時に行な
え、回路構成が簡単となると共に、前記した誤差γの処
理問題も解消出来るのである。

本発明は上記の如く、受信したＦＳＸ信号１０の各半周
期の値を測定し、該測定値を利用して、２値信号の変化
点までの時間を計算し、所定時間遅延後、出力信号を適
宜反転させることにより、ジツタの影響が軽減され、再
生画像の解像度が上り、更にアナログ信号処理を必要と
しないので、マイクロコンピュータに於けるソフトウエ
アによる処理も可能となる等、多くの優れた効果を有す
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明にかかる方法を実施する装置の概略を示
すブロック図、第２図ａ乃至ｈ１第３図ａ乃至ｄ及び第
５図ａ乃至ｄは装置の動作状況を示す波形図、第４図は
装置の一例を示すブロック図、第６図は処理手順を示す
流れ図、第７図は従来例の概略を示すブロック図、第８
図ａ乃至ｌは第７図の装置の動作状況を示す波形図であ
る。 １０・・・・・・ＦＳＫ信号、２・・・・・・カウンタ
部、４゛゜゜・・・演算部、５・・・・・・遅延部、６
・・・・・・比較部。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ２値信号の状態Ａ及びＢが夫々周波数ｆＡ及１１ びｆＢ（ただしＴＡ二 ，ＴＢ＝ ）に２ｆｌ
   ２ｆＢ 夫々対応するＦＳＸ信号を復調する方法に於いて、該Ｆ
   ＳＸ信号の各半周期の継続時間Ｔを測定した後、該測定
   値Ｔと前記周波数ｆＡ及びｆＢの半周期間ＴＡ及びＴＢ
   の値を比較し、 ａ．測定値ＴがＴＡと一致する場合は、測定開始から設
   定時間Ｔｏ（＞ＴＡ，ＴＢ）遅延後、出力信号をＡ状態
   にし、 ｂ，測定値ＴがＴＢと一致する場合、測定開始から設定
   時間Ｔｃ遅延後、出力信号をＢ状態にし、Ｃ．測定値Ｔ
   がＴＡ及びＴＢ間の値で且つ前半周期間がＡ状態に対応
   する時、測定開始からＴ−’ｒＢ Ｔｃ十 ＴＡ遅延後、出力信号をＢ状ＴＡ−Ｔ
   Ｂ 態にし、 ｄ，測定値ＴがＴＢ及びＴＢ間の値で且つ前半周期間が
   Ｂ状態に対応する時、測定開始からＴ−’ｒＡ ＴＯ十 ＴＢ遅延後に出力信号をＡ状ＴＢ−’
   ｒＡ 態にすることを特徴とするＦＳＫ信号の復調方法。 ２ 前記各半周期の継続時間Ｔの測定は、ｆｈ及びｆＢ
   より十分高い周波数ｆ．のクロツク信号のパルス数をカ
   ウントすることにより行なう特許請求の範囲第１項記載
   のＦＳＫ信号の復調方法。