JPS6348471B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、中速フアクシミリの受信装置の復調
回路に関し、特に同期検波方式搬送波再生回路に
関する。

中速フアクシミリ伝送においては、AM−PM
−VSB変調方式がCCITT（国際電信電話連合）
によつて勧告され、その復調には同期検波方式が
採用されている。この同期検波方式復調法は、フ
アクシミリ受信装置の変調入力信号から位相情報
を抽出することによつて行なわれる。その代表的
な回路を第１図に示す。変調入力信号Siは同期検
波回路１と直交歪み補正フイルタ２とに入力さ
れ、フイルタ２の出力は逓倍回路３に送られて周
波数を倍にした後位相比較器４の一方の入力に送
られる。位相比較器４の他方の入力には電圧制御
発振器６からの信号が入力され位相比較を行つた
後ループフイルタ５に入力され、このフイルタ出
力電圧によつて発振器６の周波数を制御する。こ
れら比較器４、ループフイルタ５及び発振器６は
位相同期ループを構成し、位相同期した信号を発
振器６から出力する。この位相同期信号は分周回
路７に送られて元の周波数に戻し、位相シフトを
行う位相調整回路８に送られて、位相をシフトさ
せて再生搬送波を得た後同期検波回路１の同期信
号入力端子に入力される。同期検波回路１は入力
信号Siと回路８からの信号とにより変調波を復調
して復調信号Soを出力する。特に、フイルタ２
〜回路８によつて構成される回路は搬送波再生回
路と称される。これはこの回路が位相同期した搬
送波を再生するからである。

AM−PM−VSB方式においては、変調波に直
交成分が現れ、この直交分の歪みにより位相ジツ
タ（ゆらぎ）が発生する。即ち、白から黒または
黒から白に変わる点で、変調波の振巾のみなら
ず、その位相が大きく振られ、変調波から搬送波
成分を再生する際にこの位相変動分が不要
（undesire）成分として再生搬送波の位相を乱し
位相ジツタの原因となる。同期検波方式による信
号復調において、再生搬送波の位相ジツタは、復
調信号の波形変化、ひいては画質の変化を引き起
こすので極力これを小さく抑えることが、搬送波
再生回路を設計する際のキーとなる。この位相ジ
ツタを小さくするため、フイルタ２〜発振器６に
は複雑な回路が要求されていた。また、変調波入
力信号と再生搬送波との位相関係の調整のための
位相シフト回路８を必要としている。更に、位相
ジツタの抑制のため、位相同期ループでの帯域幅
を狭くする必要があり、これは引込時間を長くす
ると共に、同期引込みの周波数幅を狭くすること
になる。この周波数幅が、許容された変調波の周
波数変動をカバーしていないと、同期引込みが不
可能な場合があり、ひいては復調不可能となるの
で、位相ジツタの抑制と同期引込みの周波数幅を
広くとることは、技術的に重要なトレードオフの
関係にあると言える。

従つて、本発明の目的は、位相ジツタの少な
い、引込時間の短かい搬送波再生回路を簡単な構
成によつて提供することにある。

かかる目的を達成するため、本発明は、前記位
相同期ループにおいて、比較器とループフイルタ
との間に介挿されたスイツチ手段と、変調入力信
号から搬送波周波数付近の成分のみを抽出する狭
帯域通過フイルタと、このフイルタの出力のレベ
ルによつて前記スイツチ手段を制御するレベル検
出器とを備えた搬送波再生回路を提供している。
このような構成によつて、画像信号が白信号であ
る場合にのみ位相情報を抽出し位相ジツタを誘導
する黒信号の多い場合には位相情報の抽出を行な
わない。しかし、中速フアクシミリの画像信号は
その大部分が白信号であるという事実から見て、
本発明の回路は何等不都合なく搬送波再生処理を
行なうことは明らかであり、従つて本発明によれ
ば、再生搬送波の位相ジツタは殆んどなく、また
このため引込時間も少なくなる。更に、位相ジツ
タについての考慮を払う必要がないので逓倍回路
並びに比較器も簡単になる。

本発明の回路を逓倍方式に適用した場合、直交
歪み補正フイルタを必要としない。従つて、該フ
イルタにおける位相ずれがないので位相調整回路
も必要としない。また本発明の回路は、逓倍方式
以外の他の回路、例えば逆変調方式、コスタスル
ープ方式への適用が可能である。逆変調方式で
は、逓倍方式と同様の位相同期ループを有するの
で逓倍方式における接続をそのまま用いることが
でき、コスタスループ方式では他の方式と同様に
ループフイルタの前段にスイツチ手段を設けてこ
れを制御すればよい。また、スイツチ手段はアナ
ログスイツチ回路を、狭帯域通過フイルタは単同
調回路を用いて簡単に実現される。

以下図面を用いて本発明の実施例を詳述する。
第２図は本発明の搬送波再生回路を含む同期検波
方式復調回路の概略回路図であり、第３図はその
詳細な回路図である。変調入力信号Siは第１図と
同様の同期検波回路１に送られ再生搬送波を用い
て同期検波処理した後復調信号Soが出力される。
この同期検波回路１は乗算器１ａとローパスフイ
ルタ１ｂとから成る（第３図）。変調入力信号Si
はまた本発明による搬送波再生回路の周波数２逓
倍回路１３に入力される。ここで、直交歪み補正
回路２（第１図）は省略されていることに注目さ
れたい。この逓倍回路１３は従来の逓倍回路３よ
りも簡単な構成で成り、ゼロ交差検出回路１３ａ
とワンシヨツト回路１３ｂとから成る。このゼロ
交差検出回路１３ａは第４図に示すように、レベ
ル比較器３１ａと遅延回路３２ａと排他的論理和
回路３３ａとによつて簡単に実現できる。逓倍回
路１３は位相比較器１４に接続され、ここで電圧
制御発振器１６からの信号と位相比較される。位
相比較器１４は排他的論理和回路１４ａとローパ
スフイルタ１４ｂとによつて簡単に構成される。
位相比較器１４とその後段のループフイルタ５と
の間には、本発明に従つて、アナログスイツチ回
路２１で成るスイツチ手段が設けられている。ル
ープフイルタの後段には前記した電圧制御発振器
１６が設けられ、この発振器は、ループフイルタ
５の出力が所定のレベルになると搬送波周波数の
８倍の周波数の信号を発振する発振器１６ａとそ
の周波数を1/4にする４分周回路１６ｂとにより
構成される。この分周回路はフリツプフロツプあ
るいはシフトレジスタによつて簡単に実現され
る。この電圧制御発振器１６の出力は位相比較器
１４に加えられるとともに、周波数を1/2にする
２分周回路１７に送られ、ここで搬送波周波数に
戻されて再生搬送波を出力し、同期検波回路１の
同期信号入力端子に送られる。この２分周回路１
７は、その前段にシフトレジスタ１７ａを有し、
このシフトレジスタには発振器１６ａの信号が入
力されてその一周期分を遅延させている。２分周
回路１７の後段には普通の２分周回路１７ｂが設
けられている。上記したように、回路１７は位相
シフトをシフトレジスタで簡単に内部処理してい
るので第１図の複雑な位相調整回路８を不要にし
ている。

本発明において、位相比較器１４とループフイ
ルタ５との間にアナログスイツチ回路２１が設け
られていることは前記した通りである。更に本発
明においては、このアナログスイツチ回路の制御
のため、変調入力信号Siの搬送波周波数付近の成
分のみを抽出する狭帯域通過フイルタ２２と、こ
のフイルタの出力を整流しそのレベルが所定のス
レツシヨールドレベルより高い場合にアナログス
イツチ回路２１をオンにするレベル検出器２３と
が設けられている。上記したフイルタ２２は単同
調回路によつて実現され、またレベル検出器２３
は、包絡線検波器２３ａと比較器２３ｂとから構
成される。このように構成することによつて、ア
ナログスイツチ回路２１は、変調入力信号Siの搬
送波周波数成分のレベルが高い時にだけオンにな
り、位相同期ループすなわち位相比較器１４、ル
ープフイルタ５、発振器１６を動作させる。

変調波のパワスペクトラムは、画像信号の白黒
レベルが文字部のようにひんぱんに現われる部分
では拡がり、余白部や白地の多い画像からの信号
では搬送波周波数付近に集中している。そして中
速フアクシミリの画像信号はその大部分が白信号
であり、従つてそのパワスペクトラムは搬送波周
波数付近に集中している。かかる点を考慮して、
本発明では狭帯域通過フイルタ２２が、白信号か
らのみ位相情報を抽出し、パワスペクトラムの拡
がつた信号部分を捨てるようにしている。このフ
イルタ２２は、白信号から搬送波成分を抽出する
が、画像信号には部分的に黒情報の多いケースも
あり、この間も位相同期は維持しなければならな
いので、こういつた最悪ケースでもロストタイム
の間（１走査の約５％）に送られてくる搬送波成
分を拾い出せるようにその帯域幅を設定する。

第５図に、読取画像信号S_Tと、変調入力信号Si
と、狭帯域通過フイルタ２２の出力Ａと、包絡線
検波器２３ａの出力ｂと、比較器２３ｂの出力Ｃ
との関係を比較的長い時間に亘つて示す。この図
で白黒変化の激しい部分Ｉでは、フイルタ２２の
出力は小さく従つて比較器２３ｂの出力はローレ
ベルとなり、アナログスイツチ回路２１はオフに
される。アナログスイツチ回路２１がオフにされ
る白黒変化の激しい部分Ｉでは、アナログスイツ
チ回路２１がオフになる直前にループフイルタ
５、電圧制御発振器１６によつて決定されていた
位相の再生搬送波が同期検波回路１に送られ、同
期検波が行われる。通常、中速フアクシミリにお
いては、この白黒変化の激しい部分Ｉの継続する
期間は非常に短いので、これで十分に正確な同期
検波を行える。もし、このような白黒変化の激し
い部分Ｉでも、アナログスイツチ回路２１をオン
にしたままとすると、前述したように、変調波が
直交成分を含むので、その直交分の歪みにより再
生搬送波の位相が乱され、位相ジツタの原因とな
つてしまうであろう。しかし、白レベルが続く部
分では、変調入力信号Siはほぼ搬送波周波数成
分だけであるので、フイルタ２２の出力は大きく
従つて比較器２３ｂの出力Ｃはハイレベルにな
り、スイツチ回路２１をオンにする。

第６図は、第５図の部分の一部を拡大して、
各部の波形を示したものである。Siは変調入力信
号で、第５図の部分のそれであるのでほぼ一定
振幅で、位相の連続した搬送波として表わされ
る。ゼロ交差検出回路１３ａの出力Ｄは搬送波の
１周期当り２つのパルスを形成して２逓倍操作を
行なつており、ワンシヨツト回路１３ｂがこのパ
ルス波をデユーテイサイクルがほぼ50％のパルス
列に整形している（波形Ｅを参照されたい）。電
圧制御発振器１６ａはＨに示されるパルス信号を
発生しており、４分周回路１６ｂの出力はＦとな
る。信号ＥとＦとが位相比較器１４に入力されて
これがアナログスイツチ回路２１（オンになつて
いる）を介してループフイルタ５に入力されてそ
の出力が発振器１６ａを制御している（波形Ｈを
参照されたい）。シフトレジスタ１７ａでは発振
器１６ａの１周期分遅れるのでＪの波形で出力さ
れ、これは２分周回路１７ｂによつて分周されて
Ｋ波形となり、再生搬送波として同期検波回路１
に送られる。この再生搬送波は、図示したのと反
対の極性になつて現われることもあるが、復調出
力信号Soは後に絶対値検出回路を通るので最終
出力には悪影響を与えない。

搬送波再生回路としては、(1)逓倍方式、(2)逆変
調方式、(3)コスタスループ方式が知られている。
上述の説明はその内逓倍方式を例にして説明し
た。しかしながら、本発明は逓倍方式に限らず、
逆変調方式、コスタスループ方式にも適用でき
る。逆変調方式のものに本発明を適用した例を第
７図に、コスタスループ方式のものに本発明を適
用した例を第８図に、それぞれ示す。これらの図
においても、直交歪み補正フイルタは設けられて
いない。

第７図の逆変調方式では、変調入力信号Siは逆
変調器９の１つの入力端子に入力され、更に同期
波検回路１の出力信号Soを変調器９のもう１つ
の入力端子に入力して逆位相（この例では位相反
転したもの）で変調する。これによつて変調入力
信号の２つの位相状態を揃え、位相比較器４、ル
ープフイルタ５、電圧制御発振器６より成る位相
同期ループで処理した後、固定位相シフト回路
８′を通して所定の搬送波を再生するものである。
この場合、本発明のアナログスイツチ回路２１は
逓倍方式と同様に位相比較器４とループフイルタ
５との間に介挿され、このスイツチ回路２１は回
路２２及び２３によつて制御され、所定の搬送波
を再生する。

第８図のコスタスループ方式では、第２の同期
検波回路１′が搬送波再生回路に用いられている。
この第２同期検波回路１′には変調入力信号Siの
外に、固定位相シフト回路８′から出力される再
生搬送波を位相シフト回路１０によつて90゜だけ
位相をシフトさせた信号が入力され、両信号を同
期検波処理する。次に、処理後の信号と出力信号
Soとをアナログ乗算回路１３に入力して、この
演算により、位相比較器４または１４と同じ出力
を得ている。従つて、ループフイルタ５と電圧制
御発振器６と固定位相シフト回路８′とによつて
所定の再生搬送波を得ることができる。この場
合、本発明のアナログスイツチ回路２１は乗算回
路１１とループフイルタ５の間に介挿され、回路
２２及び２３によつて回路２１を制御し、所定の
搬送波を再生する。

本発明によれば、搬送波再生回路が逓倍方式の
ものであつても、逆変調方式のものであつても、
コスタスループ方式のものであつても、搬送波再
生回路には、位相比較器とループフイルタとの間
に介挿されたスイツチ手段と、変調入力信号を受
けて搬送波周波数付近の成分のみを抽出する狭帯
域通過フイルタと、このフイルタの出力信号を受
けて該信号のレベルが一定のレベル以上にあると
きスイツチ手段をオンにするレベル検出器とが設
けられているので、AM−PM−VSB変調波の位
相ジツタを誘導する黒信号の多い画像信号からは
位相情報を抽出せず、狭帯域通過フイルタの出力
のレベルが一定のレベル以上にあるときにのみ、
すなわち画像信号が白信号である場合に位相情報
が抽出される。従つて、搬送波の再生のために
は、直交歪み補正フイルタが不要になり、また、
搬送波から同期信号を再生するにおいて厄介な問
題となる位相ジツタをなくすることができる。位
相ジツタがなくなるので、従来必要とされていた
位相ジツタの抑制のための位相同期ループにおけ
る狭帯域化が不要になり、位相同期ループの帯域
幅を広くできるので、受信した変調入力信号から
同期信号を作るまでの時間の目安となる引込時間
が短くなるという利点もある。

更に、従来の搬送波再生回路に必要とされた直
交歪み補正フイルタが不要になるので、その直交
歪み補正フイルタに伴う位相ずれの補正のための
厄介な微調整が不要になり、この微調整を行うた
めの、構成が複雑で且つ調整にも高度な技量を要
する位相調整回路も不要になり、このため搬送波
再生回路の構成及び製造が極めて簡単になる。狭
帯域通過フイルタの作用は、求める周波数成分を
抽出するだけでなく、熱雑音や課金パルスなどの
外来雑音を遮断して搬送波再生回路の同期外れを
防止している。また位相ジツタがなく引込時間が
短かいので、フアクシミリ交信初期とその後の伝
送中とでループ帯域幅を切換える必要がない。更
に、信号伝送中、ホワイトラインスキツプ信号と
して単一トーンを送り出す伝送方式に対しても、
狭帯域通過フイルタがこれを検出しないように帯
域を選ぶことで搬送波再生回路への悪影響を阻止
することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の搬送再生回路の回路図、第２図
は本発明の搬送波再生回路の１つの実施例を示す
回路図、第３図は第２図の詳細回路図、第４図は
周波数２逓倍回路の例を示す回路図、第５図は第
２図の回路の動作波形図、第６図は第５図の一部
を拡大して示す動作波形図、第７図は、本発明の
他の実施例を示す回路図、第８図は更に別の実施
例を示す回路図である。 １，１′……同期検波回路、２……直交歪み補
正フイルタ、３，１３……周波数２逓倍回路、
４，１４……位相比較器、５……ループフイル
タ、６，１６……電圧制御発振器、７……周波数
２分周回路、８……従来の位相調整回路、８′，
１０……位相シフト回路、９……逆変調器、１１
……アナログ乗算回路、２１……アナログスイツ
チ回路、２２……狭帯域通過フイルタ、２３……
レベル検出器。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 入力されたAM−PM−VSB変調信号から所
   定の画像信号を得る同期検波回路のための同期信
   号を、前記同期検波回路への前記した変調入力信
   号を受けて該信号から所定の同期信号を作り、そ
   の同期信号を同期検波回路の同期信号入力端子に
   出力する位相同期ループを備え、該位相同期ルー
   プは、電圧制御発振器と、前記変調入力信号を一
   方の入力端子に受け且つ前記電圧制御発振器から
   の出力信号を他方の入力端子に受けて両信号の位
   相を比較する位相比較器と、この比較器からの信
   号を処理して前記電圧制御発振器の制御端子に送
   りその発振周波数を制御するループフイルタとか
   ら成り、電圧制御発振器からの出力信号が同期検
   波回路の同期信号入力端子に出力されている同期
   検波方式搬送波再生回路において、前記位相比較
   器とループフイルタとの間に介挿されたスイツチ
   手段と、前記変調入力信号を受けて搬送波周波数
   付近の成分のみを抽出する狭帯域通過フイルタ
   と、このフイルタの出力信号を受けて該信号のレ
   ベルが一定のレベル以上にあるとき前記スイツチ
   手段をオンにするレベル検出器とを有することを
   特徴とする搬送波再生回路。 ２ 前記位相比較器の前段であつて且つ位相同期
   ループの前段には、前記変調入力信号を受ける周
   波数逓倍回路が設けられ、この逓倍回路の出力信
   号が前記位相同期ループの位相比較器に供給され
   ており、前記電圧制御発振器の後段であつて且つ
   位相同期ループの後段には分周回路が設けられ、
   この分周回路から位相同期した再生搬送波が出力
   されて同期検波回路の同期信号入力端子に出力さ
   れる特許請求の範囲第１項記載の回路。 ３ 前記スイツチ手段は、アナログスイツチ回路
   である特許請求の範囲第１項記載の回路。 ４ 前記狭帯域通過フイルタは、入力変調波の搬
   送波を同期周波数とした単同調回路である特許請
   求の範囲第１項記載の回路。 ５ 前記位相比較器の前段且つ位相同期ループの
   前段には前記変調入力信号を受ける逆変調器が設
   けられて該逆変調器の出力信号が前記位相比較器
   に入力され、前記逆変調器のもう１つの入力端子
   には、前記同期検波回路の出力信号が入力されて
   おり、前記電圧発振器の後段であつて且つ位相同
   期ループの後段には同期検波回路の同期信号入力
   端子との間に、固定位相シフト回路が設けられて
   いる特許請求の範囲第１項記載の回路。 ６ 入力されたAM−PM−VSB変調信号から所
   定の画像信号を得る第１の同期検波回路のための
   同期信号を、前記第１の同期検波回路への前記し
   た変調入力信号を受けて該信号から所定の同期信
   号を作り、その同期信号を前記第１の同期検波回
   路の同期信号入力端子に出力する位相同期ループ
   を備え、該位相同期ループは、電圧制御発振器
   と、この発振器からの出力信号を受けて該信号の
   位相をシフトさせる第１位相シフト回路と、この
   第１位相シフト回路の出力信号を受けて該信号の
   位相をシフトさせる第２位相シフト回路と、この
   第２位相シフト回路からの信号を同期信号入力端
   子に受け入れる第２の同期検波回路と、該第２の
   同期検波回路からの出力信号と前記した第１の同
   期検波回路からの出力信号とをそれぞれ受入れて
   乗算するアナログ乗算器と、この乗算器の出力を
   処理して前記電圧制御発振器の制御端子に入力し
   てその発振周波数を制御するループフイルタとを
   有し、この位相同期ループの入力となる第２の同
   期検波回路には、前記変調入力信号が入力され、
   該ループの出力となる第１位相シフト回路の出力
   は、前記第１の同期検波回路の同期信号入力端子
   に接続されている同期検波方式搬送波再生回路に
   おいて、前記位相比較器とループフイルタとの間
   に介挿されたスイツチ手段と、前記変調入力信号
   を受けて搬送波周波数付近の成分のみを抽出する
   狭帯域通過フイルタと、このフイルタの出力信号
   を受けて該信号のレベルが一定のレベル以上にあ
   るとき前記スイツチ手段をオンにするレベル検出
   器とを有することを特徴とする搬送波再生回路。 ７ 前記スイツチ手段は、アナログスイツチ回路
   である特許請求の範囲第６項記載の回路。 ８ 前記狭帯域通過フイルタは、変調入力信号の
   搬送波を同調周波数とした単同調回路である特許
   請求の範囲第６項記載の回路。