JPS596102B2 - 搬送波再生回路 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はファクシミリ等の画情報伝送装置に於で、受信
部に用いられるディジタル方式搬送波再生回路に関し、
特に、再生される搬送波の位相補正回路に関する。

従来より残留側波帯（ＶＳＢ）伝送方式の様な搬送波抑
圧を施した伝送信号の再生にはＰＬＬ技術により復調装
置で搬送波と周波数及び位相の同期した信号を作りだし
ていた。

第１図はこうしたＰＬＬ回路の代表的な構成例を示した
ものである。位相比較器１は２つの交流入力信号（ｆｓ
、ｆｃ）に対して一種の乗算器として働き、ローパスフ
ィルタ２及び増幅器３を介して、最終的には検出した位
相差（θｓ−θｃ）の時間変化量に比例する電圧Ｖｄを
出力する。また電圧制御発振器４（以下ＶＣＯと称する
）は入力電圧Ｖｄによつて制御され、ｆｃをｆｓに近づ
ける様に動作する。したがつて、最終的にはｆｓ＝ｆｃ
となつて系が安定する。しかしながら、この様な回路構
成によるものはアナログ信号を扱つているため、（１）
調整個所が多い、（２）ノイズに弱い、（３）経年変化
をうけやすい、といつた欠点があつた。

こうした欠点を軽減する手段として位相比較器をデイジ
タル化したものもあるが、いずれにせよ最終的にはＶＣ
Ｏへの入力電圧でその出力周波数を変化させるため電源
電圧変動、外来ノイズ等により出力周波数が変化すると
いう難点があつた。

そこでＶＣＯを除去して搬送波再生の完全デイジタル化
を計り、前記した従来技術の欠点を一挙に解決し、安定
性，信頼性にすぐれ、かつ生産性の高いフアクシミリ等
の画情報伝送機器に適した搬送波再生方式を実現するこ
とが考えられた。この搬送波再生方式の原理は、一般に
フアクシミリ等に於いては画情報伝送に先立つておこな
われるプロトコル期間中にキヤリア成分のみを伝送する
同期整合期間があるので、プロトコル期間中に基準クロ
ツク（ＣＬＫ）でキヤリア周期をカウントして基準クロ
ツクを入力とする分周器の分周比と量子化誤差補正用カ
ウンタに初期設定を行ない、画情報伝送開始後に後者の
初期設定にもとづいて補正を加えていこうとするもので
ある。第２図は、こうした原理に基づく回路の概略構成
の１例を示したものである。第２図に於いて、プロトコ
ル期間中の同期整合期間内にＮビツトカウンタ６は基準
ＣＬＫ５により２Ｌ周期分のキヤリア期間をカウント（
第１回目のカウント）し、カウント結果を第１のラツチ
７、第２のラツチ８に保持する。次にラツチ７，８から
の出力の補数をとつてこれをＮビツトカウンタ６にプリ
セツトする。

そして再びＮビツトカウンタ６で基準ＣＬＫ５をカウン
トする。カウント数が第１回目のカウント値に等しい場
合、カウント結果はゼロとなり、ゼロ信号が検定回路１
１に対し出力される。検定回路１１では特定のタイミン
グでＮビツトカウンタ６からのゼロ信号の有無を判定し
、ゼロ信号がない場合は再度はじめからカウント動作を
やり直すことを指示する。同期整合期間中にゼロ信号が
得られなかつた場合にはキヤリア再生をあきらめ、エラ
ー信号１２を発生し、再度交信を捉す。一方、ゼロ情号
が得られた場合、ラツチ８にはＮビツトカウンタ６のカ
ウント値の下位Ｌビツトが切り捨てられたＭビツトの信
号が得られている。

このＭビツトの値はキヤリアの１周期をＴｌ，基準ＣＬ
Ｋの１周期をＴ２としたときＬ＋Ｍ−Ｎ Ｔ２×２Ｍ＞Ｔ１ が成立するような値にＭをとつてある場合、キヤリア１
周期分の周期に対し基準ＣＬＫｌ周期分以内の量子化誤
差を伴つたカウント値となる。

従つて、この値により基準ＣＬＫ５を分周すれば１周期
あたり基準ＣＬＫｌサイクル分以内の量子化誤差をもつ
た再生キヤリアが得られる。

さらに、キヤリア２Ｌ周期につきラツチ７に得られてい
るＬビツトの信号に相当する回数だけ、補正用カウンタ
９から分周器１０のカウント動作をほぼ等間隔毎に基準
タロツク１周期分ずつ禁止するように゛Ｏ゛出力を出力
して、量子化誤差を減少させる。上記の動作をさらに詳
細に説明する。なお、Ｎビツトカウンタ６として、本実
施例ではバイナリカウンタを用いているが、バイナリカ
ウンタでも１０進カウンタでも動作原理は同じであるの
で、説明をわかりやすくするために１０進カウンタの場
合について説明する。いま、キヤリア１周期に対し、「
１２５０．３５」個の基準ＣＬＫがカウントされると仮
定する。

そうすると、第３図Ａ，ｂに示すように、Ｎビツトカウ
ンタ６で基準ＣＬＫにより１００周期分（すなわちＬ−
０）のキヤリア期間をカウントしたとすると、Ｎビツト
カウンタ６のカウント値は「１２５０」となり、１０２
周期分（すなわちＬ＝２）のキヤリア期間をカウントし
たとすると、Ｎビツトカウンタ６のカウント値は「１２
５０．３５」となる。第２図に示されているＭビツトを
Ｍ＝４に選んでおくと、Ｌ−２のとき第１のラツチ８に
は［１２５０」が保持され、一方第２のラツチ７には「
３５」が保持される。

すなわち、第１のラツチ８には、Ｎビツトカウンタ６の
カウント値の下位２ビツトが切り捨てられた上位４ビツ
トの信号「１２５０」が得られ、キヤリア１周期分の周
期に対し基準ＣＬＫの１周期分以内の量子化誤差「０．
３５」を伴つたカウント値となる。したがつて、ラツチ
８に保持された信号「１２５０」で分周器１０の分周比
を設定していくと、キヤリア３周期毎に基準ＣＬＫｌ周
期分以上の量子化誤差が蓄積していくことになる。

そこでキヤリア３周期毎に補助用カウンタ９から″０”
信号を出力させて基準ＣＬＫの１周期が分周器１０に入
力するのを禁止させるだけでも、量子化誤差をキヤリア
６０周期あたり基準ＣＬＫｌ周期分以内に減少させるこ
とができる。このようにして、キヤリア１００周期あた
り３５回の禁止を行なえば、量子化誤差はキヤリア１０
０周期に対し基準ＣＬＫｌ周期以内におさえこむことが
できる。以上のことは、一般的に成立する。

例えば、キｍヤリア一周期に対して、「Ｍ＋？」個（た
だゝ １００し、Ｍは整数、ｍ＝ｍ１＋ｆ古＋
ｆ？＋・・・・・・ｍ１は１００より小さい整数、Ｍ２
，ｍ３は１０より小さい整数）の基準ＣＬＫがカウント
されたと仮定すると、キヤリア１００周期に対する量子
化誤差は基準ＣＬＫがｍ１個になる。

そこで、キヤリア１００周期あたり、ｍ１回の禁止を行
なえば、量子化誤差はキヤリア１００周期に対し基準Ｃ
ＬＫｌ周期以内におさえ込むことができる。このように
して、２Ｌ周期あたり基準ＣＬＫｌサイクル分以内の量
子化誤差しかともなわない再生キヤリアをデイジタル方
式で得ることが可能となる。

しかしながら、このままでは、同期整合区間終了ととも
に再生キヤリアの周波数及び位相が固定されることとな
る。

このため、同期整合区間終了後の回線変動もしくは送信
装置側の動作変動により、搬送波の周波数もしくは位相
が変化しても、これに追従できず、この結果、画像上に
ジツタ一と称されるキサキサや最悪の場合には白信号，
黒白号の反転が生じる恐れもある。本発明の目的は、デ
イジタル方式により同期整合期間終了後の補正をも可能
とする回路を提供し、これにより前記欠点を改良しよう
とするものである。

第４図は本発明の一実施例を示す。

５〜１３は第２図と同じものを示すので説明を省略する
。

１４は受信信号、１５はゼロクロスデイテクタ、１６は
位相比較回路、１６ａはすすみ信号、１６ｂはおくれ信
号、１７は判定回路、１８，１９は電子スイツチ、２０
ａ，２０ｂは分周器である。

次に、上記の実施例の動作を説明する。先ず、受信信号
１４のゼロクロス点をゼロクロスデイテクタ１５で検出
し、受信信号１４のゼロクロス点と再生キヤリア１３の
゛１゛から゛０゛および゛０゛から゛１”への変化点ど
の位相を位相比回路１６で比較する。そして、受信信号
１４のゼロクロス点と再生キヤリア１３の変化点との位
相差に基づいて、位相比較回路１６から発生するすすみ
信号１６ａあるいはおくれ信号１６ｂが予定回数連続し
て出力されたかどうかを判定回路１７で判定する。なお
、判定回路を設ける理由は後で説明する。判定の結果、
予定回数連続して出力があつたと判定されたときには、
判定回路１７を通して出力されるすすみ信号１６ａある
いはおくれ信号１６ｂにより、電子スイツチ１８あるい
は電子スイツチ１９が制御される。通常の場合には、分
周器２０ａと２０ｂはラツチ８にラツチされたＭビツト
とラツチ７にラツチされたＬビツトの値によつて設定さ
れる分周比で基準ＣＬＫ５を分周し、再生キヤリア１３
を得ている。

しかしながら、受信信号１４に比べ再生キヤリア１３の
位相が遅れ始め、位相比較回路１６からおくれ信号１６
ｂが連続して予定回数発つせられると、電子スイツチ１
９が切り換わり、分周器２０ａから前記の通常の場合よ
り分周比の小さい分周器出力Ｓ３が分周器２０ｂに送ら
れるので、再生キヤリア１３の位相は進められる。反対
に、再生キヤリア１３の位相が進み始めると、位相比較
回路１６からすすみ信号１６ａが発せられ、これが予定
回数連続すると電子スイツチ１８が開にされる。このた
め、分周器２０ａに入る信号Ｓ２ばＯ′２になり、分周
器２０ａのカウント動作はすすみ信号１６ａが発せられ
ている間禁止される。このようにして、再生キヤリア１
３の位相は遅ら″せられる。以上のようにして、本実施
例によれば、再生キヤリア１３の位相を補正することが
できる。

第５図は、本発明で扱う搬送波再生を必要とするＡＭ−
ＰＭ−ＶＳＢ方式の波形変遷の様子を示したものである
。送信側では同図１の白黒２値のビデオ信号から黒信号
が現出する毎にこれを反転させた、黒一白一黒の３値化
信号を作る。そしてこれを同図３の搬送波で変調して同
図４の変調信号を送出することにより受信側には同図５
に示すような信号が入力することになる。受信側では搬
送波再生を行い、搬送波の半周期毎に受信信号のおり返
しを行い、同図６の復調信号を得、これをもとに送信時
と逆の手順で３値化再生信号７を経て同図８の再生ビデ
オ信号を得る。

したがつて、搬送波再生が正しく行われている場合には
、第５図５の受信信号が極性を反転させる時の再生キヤ
リア位相はゼロもしくはπとなる。そこで、再生キヤリ
ア位相がゼロもしくはπとなる時点の近傍で第４図の位
相比較器１６を動作可能とさせ、再生キヤリアの位相と
ゼロクロスデイテクタ１５で検出した受信信号のゼロク
ロス点との位相を比べ、再生キヤリア位相のすすみ，お
くれを判断させることができる。ところが、第６図１，
３，４にそれぞれ第５図のビデオ信号，搬送波，変調信
号の一部拡大図を示すように、黒信号エツジ部ａにおい
ては必ずしも受信信号のゼロクロス点が搬送波位相のゼ
ロもしくはπのときに合致するように変調信号が作られ
ているとは限らない。

そこで、こうした黒信号エツジ部による判定誤りをさけ
るため、位相比較回路１６からの信号が予定回数（例え
ば８回）連続してあつたときのみを有効とさせるように
、第４図の判定回路１７に判断機能をもたせる。

そして、この結果に基づいて電子スイツチ１８もしくは
１９の制御を行い、再生キヤリアの位相を受信信号に整
合させる。なお、ＶＳＢ伝送方式における受信画信号中
の零クロス点は、側帯波が非対称であるため、その１個
１個を見ると、キヤリアの零クロス点からずれているが
、平均的にみると、キヤリアの零クロス点と一致する。
一方、ＰＩ．Ｌ方式そのものは積算により動作するもの
であり、また、本実施例では、判定回路１７に前記した
判断機能をもたせているので、画信号そのものによる搬
送波の位相変動は、全体として平滑化されるため問題は
ない。第７図は上記一実施例の一具体例である。ゼロク
ロスデイテクタ１５における受信信号１４のゼロクロス
点検出は２ケのＤフリツプフロツプ２１ａ，２１ｂおよ
びＡＮＤ回路２７，２８で行われ、０Ｒ回路３４から位
相比較器２５に対し基準ＣＬＫ５の１周期分の幅をもつ
たゼロクロス信号が発生する。位相比較器２５ではゼロ
クロスデイテクタ１５からのゼロクロス信号と再生キヤ
リア１３を比較し、再生キヤリア１３の位相が受信信号
１４より進んでいる時はＡＮＤ回路２９にすすみ信号１
６ａ１おくれている時はＡＮＤ回路３０におくれ信号１
６ｂを出す。一方、ＲＳフリツプフロツプ２６のＳ端子
には再生キヤリア１周期をＴＲとしたときＴＲ．−Δｔ
／２の遅延を行う遅延回路３９の出力が入力し、Ｒ端子
にはＴＲｌ＋Δｔ／２の遅延を行う遅延回路４０の出力
が入力するように接続されているので、ＲＳフリツプフ
ロツプ２６からは再生キヤリア１３の変化点近傍Δｔの
区間にのみ出力信号が出る。

それゆえ、ＡＮＤ回路２９，３０は再生キヤリア位相が
ゼロもしくはπの近傍の間だけゲートを開き、すすみ信
号１６ａ，おくれ信号１６ｂを判定回路１７に送出する
。判定回路１７は、カウンタ２３，２４により、すすみ
信号１６ａもしくはおくれ信号１６ｂが予定回数連続し
て発生したと判定したときに、電子スイツチ１８，１９
に対して制御信号を送出する。

ここで、カウンタ２２ａ，２２ｂはすすみ信号１６ａ１
おくれ信号１６ｂがおおよそＴＲ／２＋Δｔの時間発生
しないとき、カウンタ２３，２４をりセツトするように
設けられたものである。このようにして、判定回路１７
から再生キヤリア１３の位相おくれを判定する出力が発
生されると電子スイツチ１９は切りかわる。

すなわち、通常人力される分周ＣＬＫＳ４からこれより
も周期の短い分周ＣＬＫＳ３に切換えて再生キヤリア１
３の位相を進める。一方、位相すすみを判定する出力が
あつた時は、電子スイツチ１８すなわちＡＮＤ回路３１
により分周器動作信号Ｓ２を一時中断（すなわぢ０゛に
）させることで再生キヤリア位相をおくらせる。なお、
第４図に示した実施例においては量子化誤差補正用カウ
ンタ９と分周器２０ａとの間に電子スイツチ１８を設け
たが、電子スイツチ１８の設置位置はこの位置に限定さ
れるものではない。

すなわち、分周器２０ａの基準ＣＬＫ入力側に同様のス
イツチを入れてもよく、また電子スイツチ１９と分周器
２０ｂとの間に同様の電子スイツチを設けてもよいのは
勿論のことである。これらの場合には、量子化誤差補正
用カウンタを省いても、本発明の効果に格別の差が出る
ものではない。また、位相比較回路１６の動作範囲を限
定している理由はノイズ等による誤りを防ぐためである
。さらに判定回路１７を構成するカウンタとして第２図
に示したＮビツトカウンタの１部を共用させることも可
能である。なせならば、第２図に示したＮビツトカウン
タと第４図の位相比較回路１６，判定回路１７が動作す
る時点とは完全にずれているからである。上記の第７図
の回路は全てデイジタル信号で動作するため、その１部
もしくは全部をソフトロジツク化してマイクロコンピユ
ータ等で機能させることも可能である。

あるいは、専用ＬＳＩ化することも可能である。このよ
うにすると、従来の方式に比べ安価につくることができ
るので、経済的にも大きなメリツトをもつ。以上のよう
に、本発明によれば、画情報伝送期間中にも搬送波再生
の補正がデイジタル的に行なえるので、アナログ方式の
キヤリア再生に比べ、調整個所が少なく、ノイズや電源
変動に強く、受信信号変動に迅速に追従でき、安定性，
信頼性に優れ、経年変化の少ないデイジタルキヤリア再
生回路を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図，第２図は従来の搬送波再生回路、第３図は第２
図の回路の動作説明図、第４図は本発明の一実施例の搬
送波再生回路、第５図は本発明で扱うＡＭ−ＰＭ−ＶＳ
Ｂ方式の波形変遷図、瀉６図は第５図の一部拡大図、第
７図は第４図に示した本発明の一実施例の一部の回路を
示す。 ５・・・・・・基準クロツク、６・・・・・・Ｎビツト
カウンタ、７，９・・・・・・ラツチ回路、９・・・・
・・量子化誤差補正用カウンタ、１０・・・・・・分周
器、１１・・・・・・検定回路、１２・・・・・・エラ
ー信号、１３・・・・・・再生搬送波、１４・・・・・
・受信信号、１５・・・・・・ゼロクロスデイテクタ、
１６・・・・・・位相比較回路、１７・・・・・・判定
回路、１８，１９・・・・・・電子スイツチ、２０ａ，
２０ｂ・・・・・・分周器、２２ａ，２２ｂ，２３，２
４・・・・・・カウンタ、２５・・・・・・位相比較器
、３９，４０・・・・・・遅延回路。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 基準クロックに２＾Ｌ（Ｌ：整数）周期分のキャリ
   ア期間をカウントするＮビロトカウンタ、該カウンタの
   上位Ｎ−Ｌビットのカウント結果を保持する第１のラッ
   チ回路、該カウンタの下位Ｌビットのカウント結果を保
   持する第２のラッチ回路、および該第１のラッチ回路か
   らの出力によりキャリア１周期の間に入力される基準ク
   ロック数を分周比として初期設定され、２＾Ｌ周期につ
   き前記第２のラッチ回路に得られているＬビットの信号
   に相当する回数だけカウント動作を禁止される分周器か
   らなり、該分周器から再生搬送波が出力される搬送波再
   生回路において、受信々号のゼロクロス点を検出するゼ
   ロクロスディテクタと、前記ゼロクロス点と再生搬送波
   の変化点との位相差を検出し、その結果にもとずいてす
   すみ信号あるいはおくれ信号を出力する位相比較回路と
   、該位相比較回路からのすすみ信号およびおくれ信号が
   予定回数連続してあつたことを検出する判定回路とを具
   備し、該判定回路によつてすすみ信号が予定回数連続し
   てあつたと判断された時には、前記分周器を一時中断し
   、一方前記おくれ信号が予定回数連続してあつたと判断
   された時には前記分周器に入力するクロックの周期を短
   くして、前記再生搬送波の位相を補正するようにしたこ
   とを特徴とする搬送波再生回路。 ２ すすみ信号あるいはおくれ信号が再生搬送波の変化
   点近傍のみで位相比較回路からとり出されるようにした
   ことを特徴とする前記特許請求の範囲第１項記載の搬送
   波再生回路。 ３ 分周器が第１の分周器と第２の分周器とからなり該
   第２分周器は前記第１の分周器の出力を入力とし、再生
   搬送波を出力とすることを特徴とする前記特許請求の範
   囲第１記載の搬送波再生回路。