JPS5997235A - ケ−ブル長に自動的に調整される等化装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、等化増幅器と補正フィルタと、実際量および
目標量の比較による振幅制御ループとから構成され、デ
ィジタル信号の伝送のための帯域幅制限機能を有するケ
ーブル長に自動的に調整される等化装置に関する。

伝達媒体として同軸ケーブルを有する伝送方式で用いら
れるディジタル信号再生装置はその入力側に５周波数に
依存するケーブルによる減衰で生ずる歪みを補償するた
めの自動減衰等化器を備えている。ケーブル長に等化器
全適合するための制ｎｉ準としては、一般に、等化され
た信号の振幅、例えば判定回路の信号振幅が用いられて
いる。このノ々シス振暢はできる限９人カッξターンに
依存しないようにしなければな１、らない。しかしなが
ら、これは、特定の帯域制限が等化器で維持されている
場合にのみ可能である。しかしながら、妨害信号および
雑音信号の抑圧のためには大きな帯域制限を用いなけれ
ばならず、そのために信号路には入力Ａターンに依任し
て異なったノξシス振幅が生ずる。

妨害減少に必要とされる帯域制限は、一般に、例えばＰ
、Ｂｏｃｋｅｒ著のｒ　ＤａｔｅｎＭｂｅｒｔｒａｇｕ
ｎｇ　（データ伝送）　Ｊ　Ｖｏｌ、ｌ　、頁９８・−
１１４（ＳｐｒｉｎｇＶｅｒｌａｇ出版社１９７８年発
行）に記述されているように、ロールオフ帯域制限とし
て実施されている。汐１１えば３４　Ｍｂ　ｉ　ｔ／Ｓ
のような高いピットレートの伝送方式は上記文献に与え
られているフィールド長および送信出力では、１よυ小
さいロールオフ係数、即ちｒ　（１でのみ可能であるこ
のために、）ぐシスシーケンスに依存する大きさの信号
の過渡振動が生ずる。この点に関する詳細は第１図と関
連して追って述べる。

パルスシーケンスに等化器調整が依存するという欠点が
回避されている別の公知の装置が第２図に示しである。

この装置において特に現れる問題は次の点にみられる。

即ち、値「１」のロールオフ係数に対する等化増幅器の
最大増幅率が、大きく、そして高い周波数では、「１」
よす小さい値のロールオフ係数の場合の増幅器の増幅率
よりも大きいことである。このことは第７図に示されて
いる。これがために、特に高いビットレート、例えば１
４０　Ｍｂｉｔ／Ｓでは大きな費用が要求される。さら
に、信号路には位相等化された２つのフィルタが設けら
れているが、これらフィルタの公差および経年変化で等
化精度したがってまた再生装置の品質が悪影響を受ける
。

本発明の課題は、補正フィルタを信号路ではなく振幅制
御回路に設け、それにより補正フィルタの精度に対する
要件を軽減した自動等化器を１〃供することにある。更
に、ロールオフ係数〈１での帯域制限に対してのみ等化
増幅器を実現するだけで良いようにしようとするもので
ある。最後にまた、補正フィルタの低域特性により伝送
帯域より上の周波数に対する制御回路全体の不安定性を
減衰することも本発明の目的である。

本発明によれば、上記の課題は、等化増幅器を信号路に
設け、そして補正フィルタを振幅制御ループに設けて核
補正フィルタの出力信号が振幅制御ルーズのための実測
量を表わすようにすることにより解決される。

以下添付図面を参照し、実施例に関連して本発明の詳細
な説明する。

第１図ないし第３図ならびに第１３図に示すブロック回
路図に示されている等化回路に関して以下に詳述するが
、その前に、これら個々の図面において、動作上等価の
要素もしくは素子には同じ参照数字を付けて示してあり
、したがって、同じ記号に関する説明はすべての図面に
ついて当て嵌まる。

第１図のブロックダイアダラムにおいて、データ信号１
０は、参照数字１で示した帯域制限機能を有する等化器
に達する。この等化器の出力端には、出力信号Ｅもしく
は出力信号Ｅ′が現われる。出力信号Ｅは、終段増幅器
５が後置接続されている判定回路３に供給される。出力
信号Ｅはまた振幅制御ループ２′の振幅制御回路２に供
給される。この振幅制御回路２により、帯域制限等化回
路１は制御される。別の信号ＥＩは、判定回路３を制御
するタイミング再生発生器４を制御する。

類似の回路構成が第２図にも示されている。

この例でも、入力信号は参照数字１０で示されており、
出力信号はＥで示されている。振幅制御ループ２′も設
けられており、信号Ｅ′は振幅制御ループ２′に結合さ
れる。第２図の回路が第１図のものと異なる点は、信号
路に補正フィルタ６が設けられている点であり、この補
正フィルタの作用に関しては追って詳述する。

第３図の本発明による実施例においては、補正フィルタ
６は振幅制御ループ２′−２に設けられている。したが
って、出力信号Ｅはこの補正フィルタに供給され次いて
振幅制御回路２に供給される。例として、信号路１０−
Ｅにおけるロールオフ係数ｒ＃０．７であると仮定し、
補正フィルタ６の出力端もしくは振幅制御回路２におけ
るロールオフ係数ｒ＃１あると仮定する。

この例においても、第２図に示した実施例と同様に、補
正フィルタ６後の出力信号Ｅ”（５利用することも可能
である。

第１３図には、ここで必要とされる伝達関数を実現する
ことができる簡単な回路例が示されている。これらの図
には、低域通過関数ならびに直／並列減衰回路を備えた
共振増幅器が示されている。なお第１３図に示した回路
には、関連の伝達関数０２／Ｕｌが個々の回路の直ぐ脇
に示しである。ここで、Ｕ２は増幅器の出力電圧であり
、Ｕｌは入力電圧である。第１３図ａに示した回路にお
いては、能動要素としてトランジスタＴが用いられてお
り、このトランジスタのベースに入力電圧Ｕ１が印加さ
れる。エミッタ回路には、コンデンサＣ１コイルＬおよ
び損失抵抗Ｒ８からなる直列接続と抵抗Ｒ９とからなる
並列接続回路が設けられている。コレクタ回路には、抵
抗Ｒ６およびコンデンサＣ６が設けられている。第１３
図すには、第１３図ａに示した回路に対し相対をなす回
路例が示されている。

したがって１工ミツタ回路には抵抗ＰＬＢおよびコイル
ＬＥからなる直列回路が設けられており、他方コレクタ
路には抵抗Ｒ５と後置接続されたコイルＬ１抵抗Ｒ１お
よびコンデンサ０からなる並列回路との直列接続回路が
設置けられている。

第１３図Ｃおよび第１３図ｄに示した回路においては、
演算増幅器の特性を有し、したがって参照記号Ｏ１を付
した増幅器が使用されている。

ここで理解を容易にするために、増幅率Ｖは無限の値に
近付き得るものとしていることを指摘しておく。第１３
図Ｃの回路においては、増幅器の出力端と入力端との間
に設けられている負帰還回路には抵抗とコンデンサとか
らなる並列回路が設けられている。増幅器入力端には、
抵抗および減衰直列共振回路からなる並列接続回路が設
けられている。

第１３図Ｃに示した回路に対し相対をなす第１３図ｄの
回路においては、負帰還結合路にオーム抵抗とそれに後
置接続されたコンデンサ、抵抗およびコイルからなる並
列接続回路との直列接続回路が設けられており、他方増
幅器入力にはコイルと抵抗とからなる直列回路が設けら
れている。

以降の説明に先立って理論的な理解を容易にするために
、次のことを述べておく。

第１図は、振幅制御回路２を備えた導線路減衰等止器１
とタイミング再生回路４を備えた判定回路３と終段増幅
器５とを含む通例の再生装置のブロックダイアダラムを
示す図である。

判定回路前で、妨害の減少（受信雑音および漏話妨害の
減少）に必要とされる帯域制限は通例、冒頭に掲げた文
献からも明らかなように、（近似の）ロールオフ帯域制
限として実施されている。高いビットレート（例えば３
４Ｍｕｉｔ／Ｓ）用の伝送方式では、上記文献に与えら
れているフィールド長および送信電力では１より小さい
ロールオフ係数しか実現できない。

しかしながら１より小さいｒでは、ノξシスシーケンス
に依存する大きさの信号の過渡振動が生ずる。このこと
は、等止器の振幅制御回路におけるピーク値整流器が、
ランダムなシーケンスに対して固定のノぞシスシーケン
スの値とは別の値を発生し、そしているいろなシーケン
スに対しいろいろな値を発生することを意味する。

したがって、自動等止器は（制御回路における時定数が
充分に長い場合）ランダムンーケンスあるいは特定の固
定のシーケンスの場合しか正しい値に設定されない。

第２図は、等止器の設定がパルスシーケンスに依存する
と言う欠点を除去したそれ自体公知の構成を示す図であ
る。

等止器１はｒ芒１での帯域制限を行ない、その出力信号
（Ｅ）は実質的に過渡振動のない信号である。

再生器の基本ジッタを減少するためのタイミング再生信
号４はまた信号Ｅ′から派生することができる。

信号路には等止器ｌに後続してロールオフ係数を小さく
するために線形の位相特性を有する付加的なフィルタ６
（伝達関数の理論値は第６図に示されている）が設けら
れている。

第１図および第２図に示した装置の欠点は特に次の点に
見ることができる。

ｒ　＝　１に対する等化増幅器の最大増幅率は大きく、
ｒ　＜　１の場合の増幅器（第７図）の周波数よりも高
い周波数のところに位置し、特に、高いビットレート（
例えば１４０　Ｍｂｉｔ／ｓ　）では大きな費用を必要
とする。

信号路には２つの位相等化フィルタが設けられており、
これらフィルタの公差および経年変化は直接的に等化精
度（アイダイヤグラムの節）に影響を及ぼし再生装置の
品質に悪影響を与える。

第３図に示した本発明による装置では、上に述べた欠点
は回避されている。

即チロールオフ変換用の補正フィルタ６は第３図に示し
た装置では信号路に設けられるのではなく振幅制御回路
２，２′に設けられている。

したがって補正精度に対する要件を減少することができ
る。等化増幅器１ｕ、ｒ＞１での帯域制限に対してのみ
実現すればよい。

例として、ナイキスト周波数ｆＱ＝　１２．８８■（２
でケーブル減衰ａｏ＝６０ｄＢを有する３４Ｍｂｉｔ／
８の理論的な伝送系を想定してみる。

線路減衰等止器１の理論的な伝達関数は次式％式％ 上式中、Ｓｅ（ｆ　）はロールオフ帯域制限されたノぐ
ルスの所望の受信スペクトルであって次式で与えられる
。

”＝Ａｅ　　　　　　：　　＜（１−ｒ）の場合（上式
中入ｅは受信振幅であシ、ｒはロールオフ係数である）
。

５Ｓ（ｆ）Ｆｓ、実際に近い送信・ぐルスのスペクトル
を叛わし、次式で与えられる。

（Ａ、は送信振幅であ）、第２項は理想半ビツト幅の矩
形ノξルスのスペクトルでるＣ１第３項は余弦波形状の
側縁を考慮する項でめる）、そしてＦＴＪｌｇ（ｆ）は
線路の近似伝達関数であって次式で与えられる。

第６図はｒ　＝　１およびｒ＝０．７の場合の等止器の
増幅率Ｖ　＝　２０　Ｘ　ｔｏｇＦＨ（ｆ）　ヲ示Ｌ、
窮７図は伝送路全体の伝達率’ｕ　＝２０　Ｘ　Ｌｏ　
ｇ　（Ｆ　Ｅ　ＸＦＬｔｇ）を示す。

この卸ではｒ＝０．７に選ばれている。

ロールオフ係数を小さくするだめの第２図に示した補正
フィルタの理論伝達−１１３（ｆＫｌは次式％式％ 第８図はいろいろなｒに対する２　０　Ｘ　ＡｏｇＦＫ
ｌを示す。

ロールオフ係数を増大するための第３図に示１〜だ補正
フィルタの理論伝達関数は次式で表わされる。

第５図はいろいろなｒＫ対する２０×ｔＯｇＦＫを示す
。

上に説明した理論伝達関数Ｆｅ（ｆ　）　、　ＦＫＩお
よびＰＫは言うまでもなく近似的にしか達成し得ないの
で、次に、ナイキスト周波数ｆｇ＝：１．２．８８８Ｍ
Ｈｚの場合の５　Ｑ　ｄＢのケーブル減衰を有する第３
図に示し穴実際の伝送系を考察してみる。

この系のケーブル減衰等化器は次のようにして実現する
ことができる。

費用と等化もしくは歪み除去の精度との間の採用し得る
妥協は次のような伝達関数である。

上記の伝達関数は、実施例において、直列および並列の
減衰振動回路（共振周波数ｒＢ、回路定数ａ等）、受動
高域フィルタ（コーナ周波数ｆ１およびｆ２　）ならび
に伝送路の位相特性の線形化のための受動全域通過回路
網（特性周波数ｆａ）を有する２つの共振増幅器段によ
って実現されている。第１０図の曲線ａはケーブル減衰
等化器の測定増幅率を示し、第１１図の曲線ａは直列接
続回路の導体に減衰等化器を付加したものの測定増幅率
を示す。

ロールオフ係数ｒ＃０．７の場合 第４図ａは、アイダイヤグラム依存する過振動を伴なう
擬うンダムノぐルスシーケンスに対する関連の波形図を
示す。

この出力信号は、可変の減衰等化器の制御に対する制御
基準としてはほとんど適していない。

ｒ　と０．７からｒ＃１へのロールオフ変換用の等化器
は次のようにして実現される。

第１図に示した理論伝達関数の値は、測定結果が示すよ
うに、約１０　ｄＢの増幅率までしか変化してはならな
い。そのための充分条件となる伝達関数は次の通りであ
る。

１ｌ−（１）２＋ｊａ二 ＲｆＲ 位相の等化は必要で、はない。

第１２図には、ｆ　１”１２．３　ＭＨｚ　、　ｆＨ＝
２０ＭＨ２、Ｖｏ−１、ａ　＝１．１７およびｂ＝０．
１６で測定した伝達特性を示す。

第４図すはロールオフ係数１の場合の変換器の出力側で
測定した波形図である。

この信号は制御基準として適している。

前述した伝達関数は低域フィルタならびに直列および並
列減衰回路を備えた共振増幅器から合成される。

第１３図はそのだめの簡単な実施例を示す。

【図面の簡単な説明】

第１図は、ＢｏｃｋｅｒのｒＤａｔｅｎｌＬｉｂｅｒｔ
ｒａｇｕｎｇ　（データ伝送）」にも基本的概念が記述
されている公知の再生装置のブロックダイアグラム図、
第２図は信号路にｒ　＝　１もしくはｒ＝０．７のだめ
の補正フィルタを有しｒ汝１のロールオフ係数に対する
帯域制限を有する゛公知の等化器のブロックダイアグラ
ム、第３図は振幅制御ループにｒ＝０．７も１．＜はｒ
　＝　１のだめの補正フィルりを備えた本発明による等
化器のブロックダイアグラム図、第４図はロールオフ係
数ｒ＝Ｑ、７の場合とｒ　＝　１の場合の判定回路およ
びロールオフ変換器を経た後の信号の波形図、第５図は
ｒ＝１とした場合のａ／ｄＢ＝６０Ｘ’丁Σ丁２−８８
　ＭＨｚの巌路に対する等化増幅器のロールオフ係数ｒ
を関数とする理論的な実効雑音帯域幅Ｂ　（ｒ）および
帯域幅利得Ｇ　（ｒ）−１０Ｘ　ｔｏｇ　Ｂ　（ｒ＝１
）／Ｂ（ｒ）を示す線図、第６図は、ｒ　＝　１および
ｒ＝０．７の場合の等止器の理論増幅率を示す線図、第
７図はロールオフ係数ｒ　＝　１およびｒ＝０．７のＴ
１合の周波数ｆの関数として線路および等止器の伝達率
Ｕを示す線図、第８図は周波数の関数としてロールオフ
係数を小さくするための理論的補正フィルタに／ｄＢの
種種なロールオフ係数ｒ　＝　０．５　、０．７および
０．９に対する特性曲線図を示し、第９図はロールオフ
係数を増大するための理論的補正フィルタに／ｄＢ（ナ
イキスト周波数ｆ　Ｏ＝　１２．８８　ＭＨｚ）の周波
数ｆに依存する特性曲線を示し、第１０図は周波数の関
数としての測定増幅率ＶＥ／ｄＢを示す線図であって、
曲線ａは減衰等止器の増幅率を、そして曲線すはロール
オフ変換器を含めた減衰等化器の増幅率を周波数の関数
として示し、第１１図は全伝送路の測定伝達率Ｖ／ｄＢ
、（減衰率）を示す線図であって、曲線ａは線路および
減衰等化器の伝達率ｖ−１示し、そして曲線すは線路、
減衰等化器およびロールオフ変換器の伝達率を示し、第
１２図はロールオフ係数ｒ　”Ｅ　１に変換されるｒキ
０．７のロールオフ係数のだめのロールオフ変換器の測
定増幅率Ｖ／ｄＢを示す線図、そして第１３図は本発明
の対象である自動等化器に適用することができるような
ロールオフ変換器の簡単な実施列を示す回路図であって
、ａは能動素子としてトランジスタを用い、ｂは能動素
子としてやはりトランジスタを用いる実施列を示す図で
あって、ａとｂの回路は相対関係にあり、Ｃは能動素子
として演算増幅器（Ｖ→ω）を用いた回路列を示し、ｄ
はやはり演算増幅器を用いた別の回路列を示すものであ
る。 １・・・帯域制限等化回路、２・・・振幅制御回路、２
′・・・振幅制例ループ、３・・・判定回路、４・・・
タイミング再生器、５・・・終段増幅器、６・・・補正
フィルタ、Ｔ・・・トランジスタ　Ｃ・・・コンタクｔ
、Ｌ・・・コイル、Ｒ・・・抵抗、０・・・増幅器ＩＧ
　Ｉ ＩＧ　２ ＩＧ　３ ＩＧ　４ ｒ・口、７

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ■、　等化増幅器と、補正フィルタと、実際量および目
   標量の比較による振幅制御ループとから構成され、ディ
   ジタル信号の伝送のための帯域幅制限機能を有するケー
   ブル長に自動的に調整される等化装置において、前記等
   化増幅器（１）を信号路（１０−Ｅ　）に設け、補正フ
   ィルタ（６）を振幅制御ループ（２、２’）に設ケて、
   前記補正フィルタ（６）の出力信号が前記振幅制御ルー
   プ（２−２’）に対する実際量を表わすようにしたこと
   を特徴とするケーブル長に自動的に調整される等化装置
   。 ２　補正フィルタ（６）が次式で表わされる伝達関数η
   を有し、 上式中Ｖｏは基礎増幅率を表わし、ｆｌは低域フィルタ
   のコーナ周波数を表わし、ｆＲは振動回路の共振周波数
   を表わし、そしてａおよびｂは前記補正フィルタの定数
   である特許請求の範囲第１項記載の等化装置。