JPS63290014A - ディジタル振幅変調器 - 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、サンプリング周波数を搬送波周波数としたア
ナログ振幅変調信号を得るディジタル振幅変調器に関す
るものである。

更に詳述すれば本発明は、音声ディジタル信号あるいは
映像ディジタル信号を、アナログベースバンド信号に復
元することなく、サンプリング周波数を搬送波周波数と
して振幅変調する変調器に関するものである。

［従来の技術］ この種の変調器を実現するために、従来から次に述べる
技術が知られている。

■　振幅変調波をｘ　（ｎＴ）　ｓｉｎ　（ｎω。Ｔ＋
φ０）のようにディジタル的に演算して得る（例えば、
弁上監修「ディジタル信号処理の応用」（昭５６．５．
２０）電子通信学会、　９１０４）。

■　サンプリング周波数を搬送波周波数として利用した
変調方式として、１９７９年テレビジョン学会全国大会
予稿９−１２　ｒディジタル信号変調器の開発」　（加
藤、臼井）に述へられたディジタル映像イ８号振幅変調
器がある。

［発明が解決しようとする問題点］ 振幅変調波をｘ　（ｎＴ）　ｓ　ｉｎ　（ｎω。Ｔ＋φ
。）のディジタル演算で得る技術において、サンプリン
グ周波数ｆＳを搬送波周波数ｆ。とじた振幅変調波を得
る場合には、信号の最高周波数成分を九とすると、サン
プリング定理からサンプリング周波数を２（ｆｏ＋ｆ、
、、）以上に変換しなければならないという欠点がある
（第２図参照）。

また、サンプリング周波数を搬送波周波数として利用す
る先の変調方式（１９７９年テレビジョン学会全国大会
予ｆＡｌｌ−１２）において、アナログ信号をｆ　（ｔ
）とすると、サンプリング周波数ｆ、＝−でサンプリン
グした信号列は、 Σ　ｆ　（ｔ）　　δ（ｔ−ｎＴ） となる。この変調方式では、サンプリングされた信号列
を−Ｔだけずらし、 とする。さらに、この信号列の極性を反転して（すなわ
ち、−１を乗して）元のサンプリング信号列に加えるこ
とにより、 を作り、これをディジタル的に演算した振幅変調波とし
ている。

いま、ｆ　（ｔ）の周波数スペクトルをＦ（ω）とする
と、搬送波周波数をｆ、とする振幅変調波の周波数スペ
クトルはＦ（ω−ωＳ）となる。ここて、ω＝２πｆ、
ωｓ−２πｆｓである。

しかし、この方式に従って振幅変調波を得た場合には、
ｇ　（ｔ）の周波数スペクトルＧ（ω）は、Ｇ　（ω）
　−（１−ｅ”）　Ｆ　（ω−ｎ（ｄｓ）となり、バン
ドパスフィルタから出力された振幅変調波のスペクトル
は、その基本波成分の（１−ｉ””；’＞　Ｆ　（ω−
ω５〕となる。すなわち、周波数特性をもった係数が乗
じられており、この補正が必要になるという欠点がある
。

よって本発明の目的は、上述の点に鑑み、サンプリング
周波数を２　（ｆｏ＋ｆ、）以上にすることなく、且つ
、得られた振幅変調波の補正を不要としたディジタル振
幅変調器を提供することにある。

［問題点を解決するための手段］ 本発明では、サンプリング周波数を搬送波周波数とした
アナログ振幅変調信号を得るディジタル振幅変調器にお
いて、ディジタル信号を入力し、サンプリング周波数の
２倍でオーバーサンプリングを行うサンプリング周波数
変換手段と、オーバーサンプリングされた信号の極性を
交互に反転させる極性反転手段と、極性反転手段の出力
信号を導入して、特定態様のアナログ振幅変調信号を出
力するアナログ変換手段とを具備する。

［作　用１ 搬送波周波数としてサンプリング周波数を利用するため
にはサンプリング周波数の４倍でオーバーサンプリング
を行い、サンプリング周波数の正弦波を乗じることによ
りディジタル的に振幅変調を行うことができるが、本発
明では、このとき乗じる正弦波の位相に着目してサンプ
リング周波数の２倍オーバーサンプリングにより４倍オ
ーバーサンプリングした場合と同様な振幅変調を行うよ
うにしたものである。

すなわち本発明では、サンプリング周波数ｆ、を搬送波
周波数ｆ０とする振幅変調波を得るときに、実効的には
４倍オーバーサンプリング周波数（４ｆ、）　　にサン
プリング周波数を変換したのと同じ効果を、５ｉｎ（ｎ
ω。Ｔ＋φ。）の特定の位相に注目して、２倍オーバー
サンプリング周波数（２ｆ、）で得るものである。

理論上、サンプリング周波数ｆ、を搬送波周波数ｆ、と
する振幅変調波を得るためには、２　（ｆｏ＋　ｆ、） 以上のサンプリング周波数に変換しなければならないが
、本発明では２倍のオーバーサンプリング周波数（２ｆ
、）に変換して、４倍オーバーサンプリング周波数に変
換したのと同じ効果を得ている（第３図参照）。

また本発明では、２倍オーバーサンプリング周波数にサ
ンプリング周波数を変換したとき、サンプリング点のデ
ータを補間により作っており、この補間により作り出さ
れたデータは、 となる。

さらに、この補間したデータの極性を反転（−１を乗じ
る）して、元のデータに加え、 として振幅変調波を作っているため、この周波数スペク
トルＧ（ω）は、 となる。バンドパスフィルタを用いて振幅変調波を取り
出すと、このスペクトルは、 ２Ｆ（ω−ωＳ） となる。従って、補正の必要もなくなる。

二のように変調器をディジタル化することにより、ディ
ジタル化された信号を効率よく直接振幅変調することが
できるのみならず、変調器の特性・動作の安定性を向上
させ、さらに保守も簡易化することが可能となる。

［実施例］ 本発明の一実施例を説明するのに先立って、本発明の原
理を以下に説明する。

先に述べたとおりＰＣＭ映像信号では、一般にサップリ
ング周波数ｆ、として４倍サブキャリアの周波数が用い
られている（ｆｓ＝１４．３２ＭＨ，ｚ）。このサンプ
リング周波数を搬送波周波数とした振幅変調を行うため
には、４倍オーバーサンプリングになるようサンプリン
グ周波数の変換を行い、搬送波を乗じればよい。このＰ
ＣＭ映像信号のスペクトルを第４図（Ａ）に、この信号
を４倍オーバーサンプリングしたときのスペクトルを第
４図（Ｂ）　　に、搬送波を乗じたときのスペクトルを
第４図（Ｃ）に示す。

４倍オーバーサンプリングのサンプリング期間Ｔ１７４
はＴＩ／４−Ｔ／　４　（Ｔ−１／ｆｓ）となり、搬送
波はｓｉｎ　　（ｎω、Ｔ＋φ）−５ｉｎ（ｎπ／２＋
φ。）となる。この搬送波の特定の位相、例えばφ。−
π／２に注目すると、信号に乗じる搬送波の並ひは１、
Ｑ、−１，０，ｌ、Ｏ，・・−となる（第５図（Ａ）参
照）。

変調レベル設定などの演算処理を施した信号Ｘ（ｎＴ＋
ｚ４）　（７ｒＳＳ図（Ｂ）　参照）　ヲコ（’）　１
１２　送Ｍ　テ振幅変調すると、変調波の並ひは ｘ（ｎＴ、７４）　、０．−ｘ（（ｎ＋　２）ＴＩ／４
）　、Ｏ，ｘ（（ｎ＋３）Ｔｌ７４）　。

０、・・・ のようになる（第５図（Ｃ）参照）。このことは、実際
に有効であるサンプルデータは４倍オーバーサンプリン
グのサンプルデータの２分の１でよいことを示している
。

すなわち、第６図（Ａ）に示す信号ｘ　（ｎＴ）を２倍
オーハーサング（ｘ　（ｎＴｌ／２）　、ＴＩ／２−Ｔ
／２）　　シて第６図ＣＢ）に示す信号を１１ノ、この
信号の極性が交互に反転するように並へると４倍オーバ
ーサンプリングをした場合と同様の振幅変調波を得るこ
とができる（第６図（Ｃ）参照）。

なお、従来技術として先に述べたディジタル信号振幅変
調器（１９７９年テレビジョン学会予稿９−１２）はＤ
／八へ換されたＰＡＭ信号をサンプリング周波数で振幅
変調したのと等価であり、本発明の方式とは全く違って
いる。

第１図は、本発明の一実施例を示すブロック図である。

本図に示す振幅変調回路は、振幅変調の変調度を設定す
るための回路１と、サンプリング周波数を２倍に変換し
データの内挿を行う２倍オーバーサンプリング周波数変
換回路２と、２倍オーバーサンプリングされた信号の極
性を交互に反転させて振幅変調信号の並びを作る極性交
互反転回路３と、Ｄ／Ａ変換回路と、ＤＳＢ、ＳＳＢ、
ＶＳＢなどの変調信号を得るための特性を得ると共にＤ
／Ａ変換時の零次ホールドによる高域劣化−を補償する
アパーチャ補正バンドパスフィルタ５とにより構成され
る。

次に、本実施例の動作を説明する。

映像信号の変調レベル設定を例えば第７図に示すように
して行う場合、テーブルルックアップ法によるか、ある
いは演算による設定（第８図参照）を行う。変調レベル
の設定された信号を２倍オーバーサンプリングすると、
第９図（１１）に示すように元のサンプルデータの間に
新しく零点が生じる。そこで、この零点を補間フィルタ
（ローパスフィルタ）あるいは１次近似回路（第１Ｏ図
参照）を用いて内挿する（第９図（Ｂ）参照）。ただし
、１次近似回路で内挿した場合には、１次近似による周
波数劣化の補償をバンドパスフィルタ５の特性に付加す
るものとする。

さらに、２倍オーバーサンプリング周波数に変換された
信号の極性を交互に反転させ（第９図（Ｃ）参照）　、
Ｄ／Ａ変換すると、第９図（ＤＪに示すような信号が得
られる。この信号は２倍オーバーサンプリング期間で零
次ホールドされた信号であり、アパーチャ補正をバンド
パスフィルタ５により行う。このバンドパスフィルタ５
にＤＳＢ、ＳＳＢ。

ＶＳＢなどに応じた特性を持たすことにより、所要の変
調信号を得る。

［発明の効果］ 本発明によれば、サンプリング周波数を搬送波周波数と
する振幅変調を行うとき、サンプリング周波数の２倍の
クロック周波数を使用すればよく、例えば映像変調器の
ディジタル回路化を容易にすることができる。しかも、
ディジタル化された信号を振幅変調するとき、アナログ
ベースバンド信号に復元する必要はなくシンプルな回路
構成となる。

また、本発明によれば、特性の補償をディジタル的に行
えるため、自動特性補償など変調器の無調整化が可能と
なり、保守が簡単になる。

さらに、テレビ中継放送機の特性改善を行うために、例
えばゴースト除去をディジタル的に行った場合にも、本
発明に係るディジタル振幅変調器を使用することにより
、アナログベースバンド信号に戻すことなくＩＦ帯の変
調信号に変換することがてきる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を適用したディジタル振幅変調器の一実
施例を示すブロック図、 第２図はｆ、、１１□以下の周波数帯域をもつ信号を搬
送周波数ｆ０で振幅変調したときのスペクトルと、この
振幅変調波を得るためのサンプリング周波数ｆｓ’の関
係を示す図、 第３図はサンプリング周波数ｆＳを搬送波ｆｏとする振
幅変調波と２倍オーバーサンプリング周波数および４倍
オーバーサンプリング周波数の関係を示す図、 第４図（Ａ）　、　（Ｂ）　、　（Ｃ）はそれぞれ４倍
オーバーサンプリングを行ったときのスペクトルならび
にサンプリング周波数を搬送波周波数とした振幅変調波
のスペクトルを示す図、 第５図（八）　、　（Ｂ）　、　（Ｃ）は４倍オーバー
サンプリングにより振幅変調を行うときの概念を示す図
、第６図（八’Ｉ　、　ＣＢ）　、　（Ｃ）は２倍オー
バーサンプリングにより振幅変調を行うときの概念を示
す図、第７図は変調レベル設定の一例を示す図、第８図
は変調レベル設定回路の一例を示す図、第９図（Ａ）　
、　（Ｂ）　、　＜Ｃ）　、　（Ｄ）は２倍オーバーサ
ンプリングにより振幅変調信号に変換する概念を示す図
、 第１Ｏ図は２倍オーバーサンプリングしたときのデータ
の内挿を近似的に行う回路の一例を示す図である。 １・・・変調レベル設定回路、 ２・・・２倍オーバーサンプリング周波数変換回路、３
・・・極性交互反転回路、 ４・・・Ｄ／Ａ変換器、 ５・・・アパーチャ補正バンドパスフィルタ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）サンプリング周波数を搬送波周波数としたアナログ
   振幅変調信号を得るディジタル振幅変調器において、 ディジタル信号を入力し、サンプリング周波数の２倍で
   オーバーサンプリングを行うサンプリング周波数変換手
   段と、 前記オーバーサンプリングされた信号の極性を交互に反
   転させる極性反転手段と、 前記極性反転手段の出力信号を導入して、特定態様のア
   ナログ振幅変調信号を出力するアナログ変換手段とを具
   備したことを特徴とするディジタル振幅変調器。 ２）前記アナログ変換手段としてＤ／Ａ変換器およびア
   パーチャ補正バンドパスフィルタを備え、該アパーチャ
   補正バンドパスフィルタにより、Ｄ／Ａ変換時の零次ホ
   ールドによる高域低下を補正すると共に、変調方式に応
   じた所要の変調信号を得ることを特徴とした特許請求の
   範囲第１項記載のディジタル振幅変調器。 ３）前記所要の変調信号として、ＤＳＢ、ＳＳＢ、ＶＳ
   Ｂなどの変調信号を得ることを特徴とした特許請求の範
   囲第２項記載のディジタル振幅変調器。