JPS63272115A - フイルタ装置 - 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】 産業上の利用分野 本発明は、映像信号のような電気信号を帯域制限するフ
ィルタ装置に関する。

従来の技術 映像信号のように直流成分から高周波までの周波数成分
を含む電気信号の伝送帯域を制限するフィルタとして通
常用いられるのは、ＬＣフィルタ。

Ｃ０Ｄ（電荷転送素子）を用いたトランスバーサルフィ
ルタ、ディジタルフィルタなどが知られている。

ＬＣフィルタは受動素子のみで構成され、作成も比較的
簡単であるが、ＬＣ素子で低域通過（Ｌ　Ｐ）フィルタ
を構成すると通常第３図Ａのようにカットオフ周波数ｆ
３において、群遅延τは最大になり、帯域内の周波数に
よって遅延時間が異なフ、特に高域成分はど遅れが大き
くなる。このようなフィルタで帯域制限された矩形波信
号はオーバーシュートを起し波形歪を生ずることになる
。

帯域内の群遅延をフラットにするリニアフヱーズのＬＣ
フィルタも構成可能であるが、フィルタ特性を急峻にす
ることはできないため、急峻に減衰させる必要のある系
では使用できない。第３図Ａのような群遅延を有するフ
ィルタの群遅延を等化して群遅延特性を平坦にする手段
として群遅延等化器を用いる方法が知られておシ第３図
Ｂのようにτ１．τ２．τ３．τ４．τ５などのように
いくつもの群延補正回路を組合せて平坦な遅延特性を得
る必要がある。群遅延補正にはこのように多くの補正回
路を組合せる必要があシ作成は容易ではない。

特に高品位テレビ（）・イビジョン）信号のように直流
成分から３０　ＭＨｚ程度にまで及ぶ広帯域信号全帯域
制限する場合、群遅延特性を平坦にするためには群遅延
補正回路を非常に多く用いる必要があシ構成、調整とも
に複雑で寸法が非常に大きくなるとともに非常に高価な
ものになってしまう。

ＣＯＤを用いたトランスバーサルフィルタに関しては群
遅延は平坦ではあるがサンプリングクロック周波数を入
力信号周波数帯域の２倍以上に設定することが必要にな
る。例えば、入力信号帯域３０ＭＨｚのハイビジョン信
号を２０　ＭＨｚ　に帯域制限しようとするとサンプリ
ングクロック周波数は８０　ＭＨｚ以上に設定すること
が必要となる（それよシ低い周波数にするとニセ信号が
発生する）が、ＣＯＤのサンプリングクロック周波数に
は限界があシ、２０ＭＨｚ程度が現状である。従って上
記のような用途には現状ではＣＯＤフィルタの使用はで
きない。

ディジタルフィルタに関してはＡ／Ｄ変換してディジタ
ル処理によって帯域制限することかでき、群遅延も平坦
であるが、３０ＭＨｚのハイビジョン信号ｔ−２０ＭＨ
ｚに帯域制限しようとするとＡ／Ｄコンバータハロ　０
　ＭＨｚ以上のサンプリングクロックで８ビツトの量子
化を行なってディジタル処理をする必要がある。６０Ｍ
Ｈｚ以上でサンプルするＡ／Ｄコンバータは大変高価で
あシ消費電力も大きく、ディジタルフィルタ処理回路も
高速動作で構成も複雑なものになる。またＤ／Ａコンバ
ータも必要になる。

その他アクティブフィルタ、ＣＲフィルタなども存在す
るが、ハイビジョン信号のように広帯域の信号を帯域制
限して急峻な帯域特性を得たいような用途にはいずれも
不向きである。

発明が解決しようとする問題点 上記のように、ニイビジョン信号のような広帯域信号を
波形歪なく所望の帯域制限をするような用途に適したフ
ィルタ装置は容易には得ることはできなかった。

本発明の第１の目的は、ノ・イビジロン信号のように直
流成分から３０ＭＨｚにも及ぶ広帯域のテレビジョン信
号を群遅延歪を極力少なくして、例えば２５ＭＨｚ帯域
、２０ＭＨｚ帯域あるいは１ｏＭＨｚ帯域などに制限す
るに適したフィルタ装置を提供することである。

本発明の第２の目的は、一つの機器内で上記のようなフ
ィルタを多く使用する場合、同一基盤上に種々のフィル
タを構成することである。

本発明の第３の目的は群遅延歪を実質的にもたない可変
周波数特性の広帯域フィルタを構成することである。

問題点を解決するための手段 本発明は、直流成分又は直流成分に近い低周波成分から
高周波成分にわたる広帯域の画像情報を高周波の被変調
信号に変換するための変調器と、前記被変調信号を所望
の帯域に帯域制限する弾性表面波フィルタと、この弾性
表面フィルタの出力を復調することによって所望の帯域
制限を受けた出力を得るための復調器とを少なくとも有
するフィルタ装置である。

作　　用 高品位テレビ（ハイビジョン）信号のように直流成分か
ら３０　ＭＨｚに及び高周波成分を有する広帯域画像情
報を例えば２００　ＭＨｚ程度の高周波のＡＭ変調波に
変換し、このＡＭ変調信号を弾性表面波フィルタに導き
、弾性表面波フィルタでは対向する櫛形電極の歯数形状
などによって所望の伝送帯域特性に帯域制限され、この
弾性表面波フィルタの出力がＡＭ復調されて所望の帯域
制限を受けた画像情報が得られる。弾性表面波フィルタ
は基本的に群遅延は平坦であシ群遅延歪のない帯域制限
された画像情報が得られる。

実施例 第１図に本発明の実施例を示す。第１図Ａにおいて入力
端子１０１よシ入力されたハイビジョン信号のような広
帯域信号（例えば直流成分から３０ＭＨｚ以上に及ぶ信
号）はＡＭ変調器１０２においてＡＭ変調波に変換され
る。そしてこのＡＭ変調波は表面弾性波フィルタ１０３
（ＳＡＷフィルタ）て導かれて変調波の帯域が制限され
、復調器１０４に導かれてその出力１０５に帯域制限を
受けた信号が得られる。この周波数関係を第１図ＢＫよ
って説明する。入力信号ａは直流成分からｆ２までの広
帯域の信号とし、ｏ−ｆｌ　までの帯域に制限したいも
のとする。ＡＭ変調器１０２の出力はキャリヤーｋｆ　
　としてｆ　−ｆ　　からｆ０＋ｆ２までの帯域を有す
る信号となる。ＳＡＷフィルタはＬｉＴａ０　　あるい
はＬｉＮｂＯ２の一一上に櫛型の電極を対向して設け、
表面弾性波の伝播遅延時間差を利用してフィルタを構成
するものであシ公知の技術で構成することができ、ＳＡ
Ｗフィルタそのものはテレビ受像機の中間周波フィルタ
などで実用化されている。

ＳＡＷフィルタを構成する場合、中心周波数は１００　
ＭＨｚから２００　ＭＨｚ程度に設定するのが最も好ま
しくＳＡＷフィルタそのものは帯域通過フィルタ特性を
示し、通過帯域は中心周波数の２Ｑチ程度である。従っ
て、帯域３０ＭＨｚの入カハイピョン信号を２０　ＭＨ
ｚ　　に帯域制限しようとする場合（ｆ２　≦３０　Ｍ
Ｈｚ　ｔ　ｆ、ミ２０　ＭＨｚ　）中心周波数ｆ０とし
て２００　ＭＨｚ　　程度以上に設定すればよい。

ＳＡＷフィルタ１０３において伝送帯域はｆｏ−ｆｌか
らｆ０＋ｆ１に制限されたＣ信号となシ、復調器１０４
に導かれる。復調器１０４においてＡＭ復調された出力
信号はｄのように０−ｆｌの帯域の信号となる。この場
合復調器１０４には変調波成分を除去するためのＬＰＦ
（ローパスフィルタ）が必要であるが、この場合通過帯
域ｆ１は約２０ＭＨｚで、変調波成分はｆ。−ｆ２に１
７０ＭＨｚ）以上であるためフィルタの減衰特性は非常
にゆるやかでよく、群遅延歪のないフィルタをＬＣ回路
で容易に構成できるものである。

ＳＡＷフィルタは基本的に群遅延歪を持たず（直線位相
である）出力ｄも群遅延特性はフラットで歪を持たない
。

第２図は、このようなフィルタをハイビジョン信号処理
系に応用する場合の例について説明するための図である
。ハイビジョン信号はＲ，Ｇ、Ｈの三原色をそれぞれ３
０ＭＨｚ伝送するのが理想的とされているが、それでは
伝送帯域が広くなシすぎるため、Ｙ、Ｒ−Ｙ、Ｂ−Ｙの
ような３つの信号に変換して送られる場合が多い。

この場合、Ｒ，Ｇ、Ｂ信号をマトリックス回路によって
Ｙ、Ｒ−Ｙ、Ｂ−Ｙ信号に変換してＹは例えば２０　Ｍ
Ｈｚ　　の帯域のＹ′信号、Ｒ−Ｙ、Ｂ−Ｙ信号は７Ｍ
Ｈｚの（Ｒ−Ｙ　）’　、　（Ｂ−Ｙ　）’信号に変換
される。このような系に本発明のようなＳＡＷフィルタ
を用いると非常て好適である。第２図におイテ、２０１
．２０２．２０３はそれぞれＹ。

Ｒ−Ｙ　、　Ｂ−Ｙ信号の入力端子、２０４．２０５゜
２０６はそれぞれＡＭ変調器であシ、２１４はキャリヤ
ー発振器であシ周波数ｆ０とし各ＡＭ変調器に導かれる
２０７はＳＡＷフィルタ群であシ同−基盤上に５ＡＷ−
ＦＩＬ　　５ＡＷ−ＦＩＬ２，５ＡＷ−Ｔ ＦＩＬ３の３つのフィルタが構成されておｐＳＡＷ−Ｆ
ＩＬｌはｆ０土２０ＭＨｚｔ　　ＳＡＷ　　ＦＩＬ２お
よび５ＡＷ−ＦＩＬ３はｆ。±７　ＭＨｚ、の信号通過
帯域とする。

２０８．２０９，２１０はそれぞれ復調器であシ、その
出力２１１．２１２，２１３にそれぞれ帯域制限さね六
Ｙ’、（Ｒ−ｙ）’、（Ｂ　−ｙ）′信号が得られる。

この場合、ＡＭキャリヤーは同一の発振器出力を用いる
ことができるとともに、ＳＡＷフィルタも同−基盤上に
構成できるメリットがある。ＳＡＷフィルタは微少な面
積で構成が可能であるため３つのフィルタを集積するの
は容易であシ、フィルタ間の干渉が起らないようにフィ
ルタ間の基盤表面知絶縁溝を設けることも効果がある。

また、ＡＭ変調器及びＡＭ復調器がチャンネル数に相当
するだけ必要となるが、変調器、復調器をそれぞれＩＣ
化することによって小型化、高信頼性化することが可能
となるとともに、ＩＣチップをＳＡＷフィルタ基盤上に
実装し、ＳＡＷフィルタとともて封止することによって
−そうの小型化、高信頼性化がはかれる。この場合、複
数の変調器、複数の復調器をそれぞれ同−ＩＣ上に構成
してもキャリヤーが同一であるため相互干渉は実質的に
問題とはならない。

第２図のようなフィルタはハイビジョン信号のような広
帯域テレビジョン信号をディジタル処理するような装置
において、Ａ／Ｄコンバータ前のブリフィルタとして、
またＤ／Ａコンバータ後のポストフィルタとして非常に
有効である。また第２図のようなフィルタはハイビジョ
ン信号のような広帯域信号をＦＭ変調して記録あるいは
伝送するような系において、ＦＭ変調器のブリフィルタ
としであるいはＦＭ復調器のポストフィルタとして用い
て有効である。

第４図にＳＡＷフィルタの特性を示すが、ａのように上
下側波を平坦に伝送する方法、ｂのように例えば下側波
側から上側波側に向って漸減するような特性で伝送する
方法あるいはＣのように残留片側波伝送する方法のいず
れを採用してもよへ第５図は、キャリヤー抑圧ＡＭ変復
調を採用する場合の例である。第５図において、６０１
−１〜５０１−ｎ　は信号入力端子、６０２はキャリヤ
ニ抑圧ＡＭ変調器群であシＭＯＤ、〜ＭｏＤｎよシなっ
ている。このｎヶのＡＭ変調器は１つのＩＣに内蔵する
ことができる。

５０３はＳ　Ａ　Ｗ　７　イｋ　夕群であ５５ＡＷ−Ｆ
　Ｉ　Ｌ１〜５ＡＷ−ＦＩＬ　　よりなっており、これ
らｎヶのＳＡＷフィルタは同−基盤上に構成することが
できる。

５０４は復調回路群であｆｉ　ＤＥＭＯＤ１〜ＤＥＭＯ
Ｄｎで構成され同−ＩＣに内蔵することも可能である。

６０６はキャリヤー発振器であシ、各ＭＯＤと各ＤＥＭ
ＯＤに供給され、復調側に供給されるキャリヤーでキャ
リヤー抑圧変調ＡＭ波を開基検波する。この場合キャリ
ヤー位相が一致するように例えばＳＡＷフィルタにおけ
る遅延時間を特定の値（即ち変調側キャリヤー位置と復
調側での変調波キャリマー位相が一致する遅延時間）に
設定することが必要となる。５０６−１〜６０６−　ｎ
は帯域制限された信号の出力端子である。

以上は変調器として振巾変調器を用いる例について説明
したが、変調器としてはＦＭ変調器、ＰＭ変調器、ＰＷ
Ｍ変調器など種々の変調方式を使用しうろことは明らか
である。またハイビジョン信号のみでなく種々の信号に
対して適用できることも明らかである。

第６図は第２図と同様の構成であるが異るのは変調器６
０４へ供給するキャリヤー周波数はｆｏでしては２０　
ＭＨｚ程度必要であるのに対しくＲ−Ｙ）／。

（Ｂ−Ｙ）’としては約Ａの７ＭＨｚ程度でよいためＳ
ＡＷフィルタの伝送帯域が狭くてよいために中心周波数
を低くしても十分伝送帯域中が取れ信号処理上は容易に
なるためである。ｆ□　ｆ、２００ＭＨｚとすれば変調
器６０５．６０６に供給されるキャリヤーは１００　Ｍ
Ｈｚとなり１００ＭＨｚ　＝１＝　７ＭＨｚの伝送帯域
は十分取ることができる。第６図において、例えば６０
１．６０２．６０３はそれぞれＹ、Ｒ−Ｙ。

Ｂ−ＹＯ入力端子、６０４．６０５．６０６はＡＭ変調
器、６０７は発振器、６０８は％分周器、６０９ｅ６１
０．６１１はＳＡＷフィルタ、６１２，８１３゜６１４
はＡＭ復調器、６１５，６１６，６１７は出力端子であ
る。

発明の効果 高品位テレビジョン信号（ハイビジョン信号）のように
直流成分よ？）　３０１ｖｉＨｚ程度にまで及ぶ広帯域
信号を急峻な減衰特性を持たせて帯域制限する必要のあ
る信号処理系、例えばハイビジョン信号をＡ／Ｄ変換し
てディジタル処理し、記録又は伝送するかあるいはその
ままの状態でＤ／Ａ変換してアナログ信号にもどすよう
な系において、Ａ／Ｄ変換器の前のブリフィルタや、Ｄ
／Ａ変換器の後のポストフィルタなどに本発明によるよ
うな変復調器とＳＡＷフィルタとを組合せることによっ
て基本的に群遅延歪を持たず急峻な減衰特性を有するフ
ィルタを小型、安価で安定に構成できその効果は非常に
大きなものである。

さらに、ハイビジョン信号のようにＹ、Ｒ−Ｙ。

Ｂ−ＹあるいはＹ、ｃｗ、ＣＮ（Ｃｗ、ｃＮは２つの色
差信号）のように３つの信号よりなる信号をそれぞれ帯
域制限するような場合、同様の基金３つ（４成する必要
があるが、５ＡＷ７（ルタは同−基盤上に構成すること
ができ、また変調器や復調器はそれぞれ同−ＩＣ上に構
成することができ、ＩＣチップとしてＳＡＷフィルタ基
盤上に実装することも可能であり極めて小形化すること
ができるなど大きな効果がある。また変調器としてＡＭ
変調器を用いる場合には同一のキャリヤー発生器の信号
全使用することができ構成も簡易となる。

【図面の簡単な説明】

第１図Ａは本発明におけるフィルタ装置の基本的構成を
示す回路ブロック図、同図Ｂはその動作を説明するため
の周波数特性図、第２図は本発明＋ａ品位テレビシコン
信号の帯域制限に適用する場合のフィルタ構成のブロッ
ク図、第３図Ａは従来のＬＣフィルタによる振巾特性と
群遅延特性を示す特性図、同図Ｂは群遅延補正をしたと
きの群遅延特性を示す特性図、第４図は弾性表面波フィ
ルタ（ＳＡＷフィルタ）の特性図、第６図はキャリヤー
抑圧ＡＭ変調復調方式とＳＡＷフィルタを用いたフィル
タ構成でｎヶの入力を帯域制限する回路構成を示すブロ
ック図、第６図は第連図構成を若干変更したフィルタ構
成例であり、同一キャリヤー発生器のキャリヤーを一部
分周して用いる構成を示すブロック図である。 １０２・・・・・・ＡＭ変調器、１０３・・・・・・表
面弾性フィルタ、１０４・・・・・・復調器。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名第　
Ｊ　図 い） θ　　　ＪＴ　　　　　　　　、？ 第２図 第３図 第４図 第５図 第６図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）直流成分又は直流に近い低周波成分から高周波成
   分にわたる広帯域の画像情報を高周波の被変調信号に変
   換するための変調器と、前記被変調信号を所望の帯域に
   帯域制限する弾性表面波フィルタと、この弾性表面波フ
   ィルタの出力を復調することによって所望の帯域制限を
   受けた出力を得るための復調器とを少なくとも有するこ
   とを特徴とするフィルタ装置。
2. （２）変調器と、弾性表面波フィルタと、復調器よりな
   る系を少なくとも２系統以上同一基板上に構成してなる
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のフィルタ
   装置。