JPS634366B2 - - Google Patents

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JPS634366B2
JPS634366B2 JP55085548A JP8554880A JPS634366B2 JP S634366 B2 JPS634366 B2 JP S634366B2 JP 55085548 A JP55085548 A JP 55085548A JP 8554880 A JP8554880 A JP 8554880A JP S634366 B2 JPS634366 B2 JP S634366B2
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JP
Japan
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input
comb filter
delay line
signal
output
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Expired
Application number
JP55085548A
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English (en)
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JPS5710516A (en
Inventor
Daishiro Hayakawa
Masao Akimoto
Katsumi Narita
Kenroku Tani
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority to JP8554880A priority Critical patent/JPS5710516A/ja
Priority to US06/272,919 priority patent/US4492928A/en
Priority to DE8181104735T priority patent/DE3172589D1/de
Priority to EP81104735A priority patent/EP0043048B1/en
Publication of JPS5710516A publication Critical patent/JPS5710516A/ja
Publication of JPS634366B2 publication Critical patent/JPS634366B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03HIMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
    • H03H11/00Networks using active elements
    • H03H11/02Multiple-port networks
    • H03H11/04Frequency selective two-port networks
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03HIMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
    • H03H9/00Networks comprising electromechanical or electro-acoustic elements; Electromechanical resonators
    • H03H9/30Time-delay networks
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03HIMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
    • H03H9/00Networks comprising electromechanical or electro-acoustic elements; Electromechanical resonators
    • H03H9/30Time-delay networks
    • H03H9/36Time-delay networks with non-adjustable delay time

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Piezo-Electric Or Mechanical Vibrators, Or Delay Or Filter Circuits (AREA)
  • Processing Of Color Television Signals (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はNTSC方式のカラーテレビジヨン受像
機のドツト妨害除去,ビデオテープレコーダのク
ロスカラー除去等に用いられる超音波遅延線を使
つたくし形フイルタに関するものであり、特に従
来に比べて大幅に超音波遅延線を小型化できる超
音波遅延線を使つたくし形フイルタを提供するも
のである。
超音波遅延線は、電気信号を一定時間遅延させ
るためのもので、音波の速度が電磁波のそれの約
10万分の1であることに着目して、電気信号をい
つたん超音信号に変換し、数10μsecから数
100μsecの遅延時間を得た後、再び電気信号に変
換するものである。
第1図は、通常よく使用される超音波遅延線の
原理を示している。すなわち、通常ガラス遅延媒
体からなる遅延媒体1の端面には電極2a,2b
と2′a,2′bを設けた電気−機械エネルギー変
換機能をもつ圧電変換素子3と3′が取り付けら
れており、いま、圧電変換素子3の電極2aと2
b間に電気信号Eiが印加されると、圧電変換素子
3はその信号の周波数に応じて機械振動し、遅延
媒体1中に超音波が放射される。この超音波は遅
延媒体1内を第1図に示す経路のように多数回の
反射をして、他端の圧電変換素子3′に到達し、
これによつて圧電変換素子3′が機械的に振動し
て、その周波数に応じた電気信号EOを電極2′a
と2′b間に発生する。
このような超音波遅延線は周知のようにくし形
フイルタとしてNTSC方式カラーテレビジヨン受
像機のドツト妨害除去用,ビデオテープレコーダ
のクロスカラー除去用に利用されるものである。
次に、このような超音波遅延線を使用した従来
のくし形フイルタの構成は、第2図に示すよう
に、入力端子4に入力された正弦波入力信号EA
(=αsinωt)を演算回路5の一方の入力端子5a
に直接入力し、さらに演算回路5の他方の入力端
子5bには超音波遅延線6を通して得られる、入
力信号EAよりτ0だけ遅れた遅延信号EB(=βsinω
(t−τ0))を入力して、上記2種類の信号EA
EBを演算回路5で加算(または減算)して出力
端子7より出力するものである。
このように、入力信号EAと、この入力信号を
超音波遅延線6に通して得られる遅延信号EB
加算した場合、出力端子7より得られる出力信号
ECは次のようになる。
EC=EA+EB =αsinωt+βsin(t−τ0) =√22+20 ・sin(ωt+) =Asin(ωt+) ただし、 =tan-1{βsinωτ0 /(α+βcosωτ0)} A=√22+20 ここで振幅Aの最大値をAnax.,最小値をAnio.
および信号ECがこれらの値をとるときの周波数
ωの値をそれぞれω(n)nax.,ω(n)nio.とする
と、 Anax.=α+β;ω(n)nax. =2nπ/2τ0(n=0,1,2,…) Anio.=α−β;ω(n)nio. =(2n+1)π/2τ0(n=0,1,2,…) となる。
ここで、隣接する最大値Anax.間、または最小
値Anio.間の周波数間隔をH′,H″とすると、 H′=(n+1)nax.−(n)nax. =n+1/τ0−n/τ0=1/τ0 H″=(n+1)nio.−(n)nio. =2n+3/2τ0−2n+1/2τ0 =1/τ0 となる。このように遅延時間τ0の超音波遅延線を
用いて、遅延信号EBと原信号EAを加算すると、
1/τの周期で出力信号が同位相を示すため、第3
図に示すように通過域,減衰域が交互に繰り返し
て現われる特異な、いわゆるくし形フイルタが得
られる。ここでH′,H″はくし形フイルタの特性
においてくしの間隔とよばれる。
なお、上記計算において、フーリエ変換を用い
ると、きわめて容易に第3図に示す結果が得られ
る。
すなわち、入力信号EAとして単位インパルス
関数δ(t)を用いると、遅延信号はδ(t−τ0
となり、出力信号EC(t)は EC(t)=EA+EB =δ(t)+δ(t−τ0) となる これをフーリエ変換すると、 EC(jω)1+e-j〓〓0 したがつて、出力信号ECの周波数特性は EC=|EC(jω)| =√(1+022 0 =√2(1+0) =|2cosω.τ0/2| となり、第3図に示すようなくし形波形が得られ
る。
本発明は上記従来のくし形フイルタの回路構成
を根本的に変えることにより、小型でかつ長い遅
延時間の超音波遅延線の使用を可能にするもので
ある。第4図は本発明における超音波遅延線を使
つたくし形フイルタの回路のブロツク図を示して
いる。同図において、8a,8bはくし形フイル
タの入力端子、9は2端子形の超音波遅延線であ
り、その左側には入力端子および出力端子の両機
能をはたす入力端子10a,10bを有し、右側
には開放または短絡自在のスイツチ11が接続さ
れた、通常使用されない端子12a,12bを有
する。13はくし形フイルタの入力端宿子8aと
超音波遅延線9の入出力端子10aの間に接続さ
れた可変インピーダンスである。この可変インピ
ーダンス13の一端側はリード線14aおよび増
幅回路14を介して演算回路15の一方の入力端
子16aに接続され、また可変インピーダンス1
3の他端側はリード線17aおよび増幅回路17
を介して演算回路15の他方の入力端子16bに
接続されている。18は演算回路15の出力端子
であり、くし形フイルタの出力端子である。
次に、上記構成のくし形フイルタの動作につい
て説明する。
いま、可変インピーダンス13のインピーダン
スZを調節して超音波遅延線9の入力インピーダ
ンスZD(入出力端子10a,10bより右側を見
たときのインピーダンス)と等しくした状態(Z
=ZD)で、くし形フイルタの入力端子8aと8b
間に入力信号δ(t)を入力したとする。この入
力信号δ(t)はリード線14aを介して増幅回
路14に入力され、この増幅回路14によりα1
増幅されて α1δ(t) ……(1) なる信号が演算回路15の一方の入力端子16a
に入力される。また、Z=ZDであるため、増幅回
路17にはリード線17aを介して信号1/2δ (t)が入力され、この増幅回路17によりα2
倍増幅されて、 1/2α2δ(t) ……(2) なる信号が演算回路15の他方の入力端子16b
に入力される。
一方、Z=ZDであるため、超音波遅延線9の入
力端子10aと10b間には信号1/2δ(t)が印 加される。この信号1/2δ(t)は、第5図に示す 超音波遅延線9の入出力端子10aと10b間に
入力され、遅延媒体52の端面に取付けられ電極
53a,53bを具備する電気−機械エネルギー
変換機能をもつ圧電変換素子19によつて電気−
機械変換され、変換された超音波信号は遅延媒体
52内を実線で示す経路20により伝播して同じ
く電極54a,54bを具備する他方の圧電変換
素子21の取付けられた遅延媒体52の端面に達
する。この遅延媒体52の端面に達した超音波信
号は、破線で示す経路22を伝播して圧電変換素
子19にもどつてきて再び電気信号EDに変換さ
れる。すなわち、再びもどつてくる電気信号ED
は ED=1/2δ(t−τ1)・k・e-2l =k/2e-2l・δ(t−τ1) となる。
ここでτ1は超音波遅延線の遅延時間,kは反射
面での反射係数,lは超音波信号の片道の伝搬経
路の長さである。
このもどつてきた電気信号EDは、第4図にお
いてリード線17aを介して増幅回路17に入力
されてα2倍増幅され、 α2/2ke-2lδ(t−τ1) ……(3) なる信号が演算回路15の入力端子16bに入力
される。
以上の過程より、演算回路15の一方の入力端
子16aには上記信号(1)が入力され、他方の入力
端子16bには上記信号(2)および(3)が入力され
る。これらの信号(1)〜(3)は演算回路15により減
算処理が行なわれ、出力端子18には、次の出力
信号EC(t)が得られる。
EC(t)=(1)−(2)−(3) =α1δ(t)−1/2α2δ(t)−α2
/2ke-2l δ(t−τ1) =(α1−α2/2)δ(t) −α2/2ke-2lδ(t−τ1)…(4) ここで、δ(t)とδ(t−τ1)の係数が等しく
なるように増幅回路14,17を調節して増幅率
α1,α2を適切に定める。すなわち、 α1−α2/2=−α2/2ke-2l=A ……(5) となるように増幅率α1,α2を定めると EO(t)=A〔δ(t)+δ(t−τ1)〕……(6)
となる。ここで、 α2=2/1−ke-21, A=ke-2l/1−ke-21 である。
したがつて、くし形フイルタの出力端子18よ
り得られる出力EOの周波数特性は、フーリエ変
換により次のように与えられる。
EO=|E(jω)|=|2Acosωτ1/2|……(7) 式(7)は従来のくし形フイルタ回路と同じ特性を
示している。
このように本発明のくし形フイルタは、入力と
出力を同一の2端子10a,10bにより行なう
超音波遅延線9の上記2端子10a,10bの一
方側において、直列に可変インピーダンス13を
接続し、上記可変インピーダンス13の両端から
それぞれ信号を取り出し、上記信号をそれぞれ増
幅回路14と17に入力し、これらの増幅回路1
4と17の出力を演算回路15に入力して加算ま
たは減算等の演算を行ない、この演算回路15の
出力を取り出すものである。
ここで、スイツチ11は通常使用せず開放とし
ているが、これを短絡することで第5図に示す該
スイツチ11の取付けられた遅延媒体52の反射
面の音響インピーダンスを変えて遅延時間を調整
するものである。すなわち、これにより上述した
くし形フイルタのくしの間隔を調整することがで
きる。したがつて、上記実施例では遅延媒体52
の端面にスイツチ11を引き出すための圧電変換
素子21を取付けた場合について説明している
が、これはスイツチ11を特に必要としない時に
は圧電変換素子21および端子12a,12bは
省略しても何ら差支えないことは当然である。
以上説明した本発明のくし形フイルタの実施例
を第6図に示す。同図において、23はくし形フ
イルタの入力端子、24はコンデンサ25,抵抗
26,27,28、トランジスタ29より構成さ
れるインピーダンスマツチング用回路、30は抵
抗31,32、トランジスタ33より構成される
増幅率α1の増幅回路、34は抵抗35、可変抵抗
36、トランジスタ37より構成され、増幅率α2
が可変抵抗によつて変えられる増幅回路、38は
上記増幅回路34および抵抗39、トランジスタ
40より構成される演算回路、41は抵抗42,
43、コンデンサ44、可変容量45より構成さ
れる可変インピーダンス、46は入力と出力を2
端子47,48間で行なう超音波遅延線であり、
他の2端子49,50には開放または短絡自在の
スイツチ51が接続されているが、上述したよう
に通常この2端子49,50は使用されない。
なお、その動作は第4図に関する説明と同様で
あるため省略する。
以上説明したように本発明のくし形フイルタ
は、超音波遅延線の2端子のみを使用するもので
あり、超音波遅延線をこのように使用すると、超
音波信号の伝播経路の長さが従来の2倍となり、
遅延時間が2倍に延長される。したがつて、同一
の遅延時間を得る場合には超音波遅延線を従来に
比べて大幅に小型化できることになる。このよう
に、本発明のくし形フイルタを用いれば超音波遅
延線を大幅に小型化でき、製品の小型化に寄与す
るものである。
【図面の簡単な説明】
第1図は超音波遅延線の構成,動作を説明する
ための正面図、第2図は従来のくし形フイルタの
回路のブロツク図、第3図はくし形フイルタの周
波数特性図、第4図は本発明のくし形フイルタの
回路のブロツク図、第5図は同くし形フイルタに
用いる超音波遅延線の動作を説明するための正面
図、第6図は本発明の一実施例におけるくし形フ
イルタの回路図である。 9,46……超音波遅延線、10a,10b,
47,48……端子(入力端子)、13,41…
…インピーダンス素子(可変インピーダンス)、
14,17,30,34……増幅回路、15,3
8……演算回路、19……圧電変換素子、52…
…遅延媒体、53a,53b……電極。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 遅延媒体の端面に電極を設けた電気−機械エ
    ネルギー変換機能をもつ圧電変換素子が取付けら
    れ、入力と出力を同一の端子で行う超音波遅延線
    と、この超音波遅延線の上記端子に直列に接続さ
    れたインピーダンス素子と、このインピーダンス
    素子の両端にそれぞれ接続され、該インピーダン
    ス素子の両端から取出された信号がそれぞれ入力
    される2つの増幅回路と、これらの増幅回路の出
    力を受けて加算または減算等の演算処理をして出
    力信号を得る演算回路とよりなるくし形フイル
    タ。 2 インピーダンス素子を可変インピーダンスに
    より構成してなる特許請求の範囲第1項記載のく
    し形フイルタ。 3 超音波遅延線の入出力端子とは別に開放また
    は短絡自在のスイツチが接続された端子を備えて
    なる特許請求の範囲第1項記載のくし形フイル
    タ。
JP8554880A 1980-06-23 1980-06-23 Comb type filter Granted JPS5710516A (en)

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US06/272,919 US4492928A (en) 1980-06-23 1981-06-12 Comb filter
DE8181104735T DE3172589D1 (en) 1980-06-23 1981-06-19 Comb filter
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JPS5710516A JPS5710516A (en) 1982-01-20
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EP0043048B1 (en) 1985-10-09
EP0043048A2 (en) 1982-01-06
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