JPH02113780A - デジタル音声付きテレビ信号の送出装置 - 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 本発明は地上のテレビジョン放送を受信する既存のテレ
ビ受信機に対して両立性を保ちながら、デジタル化され
た音声を多重して伝送するテレビ信−号の送出装置に関
するものである。

従来の技術 世界で実施されているテレビジョン放送（衛星放送を除
く）のほとんど全ては、その音声の伝送方式としてＦＭ
副搬送波方式を用いている。近年、衛星放送やビデオデ
イヌクに見られるように、音声をデジタル化して伝送あ
るいは記録して、その高品質化を計る例が増えつつある
。しかし、テレビジョン放送ではそのような高速のデジ
タル信号の多重は、利用可能な周波数帯域がないため極
めて困難であった。

既存のテレビジョン受信機にネＪして妨害を与えない（
両立性がある）デジタル音声多重方法の従来例として、
第２図に示す構成が発表されている（野田他：地」ニテ
レビジョン放送のためのディジ、々ル音市伝送方式、テ
レビジョン学会技（ｒｔｈ報告。

１１−２２．昭和６２年１０月）１、映像信号により映
像搬送波発振器１の１１冒ちを残留側波帯（ＶＳＢ）：
　Ｖｅｓｔｉｇｉａｌ　５ｉｄｅ　Ｂａｎｄ　）変調手
段２によってＶＳＢ：音調ずろ５、−〃、符号化手段４
によ−〕てデジタル化された音ｐＹで、十記映像搬送波
と直交した搬送波を２相Ｐ　Ｓ　Ｋ　（Ｐｈａｓｅ　５
ｈｉｆｔ　Ｋｅｙｉｎｇ）変調する１、従来のアナログ
ＦＭ副搬送波はＦＭ変調手段７で生成される。１３つの
変調波は合成手段８で合成され送出される。このよう（
てデジタル信号の多重は、映像搬送波中心周波数の近傍
の直交位相を用いるので、周波数スペクトラムはほぼ従
来通りで済む。また同期検波型の受信機では直交（，７
号成分は検波されないので、両立性も保つことができる
。、 発明が解決しようとする課題 十記従来例は理想的に見れば既存受信機との両立性を有
するが、現実的にはいくつかの課題がある３、第１には
既存受信機には（完全）同期検波型１゛ノ、外に、擬似
同期険波型や包絡線検波型があり、これらの方式の受（
ｉｌｆ機では直交成分からの影響が復調映像信号に現れ
てしまうことになる５、斗た第２には、同期検波型であ
っても、その同期検波における勾搬送波位相のわずかな
１１す（差によ−）でも直交成分が検波されてしまう。

特にゴーストが存在するときには、この検波軸の位相精
度が低下するので、１すます映像信号に一′ｔ、１する
Ｕｊ害が大きくなる。

さらに、映像搬送波の直交軸利用については、映像信号
の高精細度化のだめの情報を乗せるという案もあり（い
わゆるＥＤＴＶ方式の１つ）、したがって必ずしもデジ
タル音声の（ｊ（送に使用できるという保、９丁はない
。

課題を解決するだめの手段 以−Ｌの課題を解決するために本発明は、デジタル音声
の伝送の為に専用の第２音声副搬送波を使用し、従来の
映像搬送波およびＦＭ音声副搬送波と多重して送出させ
るものである。自局の映像（ＦＥ号およびアナログ音声
信号、さらに隣接局の映像信号に対する妨害をなくすた
めにこの第２音）（１副６　＼−７ 搬送波は極めて狭帯域で多重しなければならない。

このため第２音声副搬送波は必然的に多値のＱＡＭ（Ｑ
ｕａｄｒａｔｕｖｅ　Ａｍｐｌ　１ｔｕｄｅ　Ｍｏｄｕ
ｌａｔｉｏｎ　：直交振幅）変調（例えば１６値ＱＡＭ
や６４値Ｑ　Ａ　Ｍ）を用いなければならないが、もと
もとこのような多値ＱＡＭ変調波の復調に際しては、そ
の搬送波再生回路の規模が（ｊめで大きくなり、民生用
の受信機に内蔵させるという観点から実現性に乏しか一
〕だ。また復調性能（ビット誤り率）の点においても十
分な水準をイ４るのは容易ではない。そこで本発明では
、同時に伝送される自局の映像信号の水平同期信号まだ
は垂直同期信号に同期して、」−記の多値ＱＡＭ変調波
に基準搬送波成分伝送期間（変調を停止する期間）を設
置し、受信側での搬送波再生を容易かつ安定にイボなえ
るようにしたものである１、このため、本発明のデジタ
ル音声付きテレビ信号の送出装置は、送出すべき映像信
号により映像搬送波をＶ　Ｓ　Ｂ　（Ｖｅｓｔｉｇｉａ
ｌ　５ｉｄｅＢａｎｄ　）変調するＶＳＢ変調手段と、
この映Ｃ栄信と；゛に含まれる水平同期信号と垂直同期
信号の一方６　・＼−、 または両方を用いて低デユーデイ比の基準タイミングパ
ルス信号を生成するタイミング発生手段と、送出すべき
音声信号により第１の音声副搬送波をＦＭ変調するＦＭ
変調手段と、］１１Ｊ記音由信号をデジタル音声１１号
に変換する符号化手段と、このデジタル音声により第２
の音声副搬送波を多値ＱＡＭ変調する多値ＱＡＭ変調手
段と、これらの変調された映像搬送波と第１音声副搬送
波と第２音声副搬送波を合成して送出する合成手段とを
備え、１１１１記多値ＱＡＭ変調手段は前記タイミング
パルス信号の出力期間中は変調を停止し第２音声副搬送
波の基準搬送波成分を高力するよう制御される。

作　　　用 第３図に示すように、地−にのテレビ放送において自局
のＦＭ音声副搬送波と−Ｙ二側隣接局の映像搬送波との
間には約２００　ＫＥ（ｚのすき間があり（日本、米国
の場合）、フィルりの能ツノから余裕を見れば約１５０
ＫＨｚの帯域が利用可能である。一方、第２音声副搬送
波の変調に１６値ＱＡＭを用いるとすれば、伝送速度Ｉ
Ｒ（ｂｐｓ）と占有帯域幅Ｂ　（）１１）７　＼−２ ５，つ関係は３０φロールオフフイルタを使用する場Ｒ
＝　４Ｂ　、・′１３ となる４、今、Ｂ−”　ｆ　５０　ＫＨｚだから、１（
＝４６０Ｋｂｐａがり−えられる。

伝送すべきデジタル音声を帯域１６　ＫＨｚのステレオ
音声とすれば、標本化周波数は通常３２　ＫＨｚを用い
ることになる１、まだ高能率符号化技術によ、１．、ｍ
声のｊｔ子化を６ビツトで？１な−）だとすると（既に
ＣＤ　−、−ＲＯＭでば４ピノ）で高品質な音均を再生
している）、必要な１バ送速度５（ｂｐｓ）は、冗長度
２０チを含めて、 Ｓ二３２ＫＸ６Ｘ２÷０．８ ＝４８０Ｋ　（ｂｐｓ　） となり、Ｒ＝３が成ケする５、すなわち、１６値ＱＡＭ
程度のｆム送４ノ率を有したデシタ／ｌ／変調波を、了
−２音ｊＩＩ′副搬送波として追加多重すれば、ステレ
オのデジタル音声を既存受信機に対して両立性を１゛′
１ちながら伝送できることを示している。この第２副搬
送波の中心［８波数は、第３図かられかるように、自局
の映像搬送波の上方、４．６６μｆｌｚ付近が適してい
る。

次に本発明では、受信機での第２７等ｊｈ副搬送波の復
調を容易にさせるために、映像ｋ　＋ｆの同期情報を利
用している１、映像信号に含まれる水）（７：または垂
直同期信号を用いて基準タイミングパルス信号を生成す
る。仮りに水平同期信号を用いだとすれば、このタイミ
ングパルス信号も水平同期信号と同じ約１５．７ＫＨｚ
となり、そのパルス幅はデ゛７テイー比が数多に設定さ
れる。デジクル化された音声によって第２音声副搬送波
を多値ＱＡＭ変調するが、このとき前記のタイミングパ
ルス（ｄ号のパルス幅の期間中はこの変調を停止して第
２副搬送波の搬送波成分のみ出力させる。受信側ではこ
の搬送波成分を用いて、連続した搬送波の再生を行なう
ことになる。この搬送波再生は、映像１８号の色再生に
おける、カラーバース１−信号から連続した色副搬送波
の再生を行なう場合と同じ手法が使用できる。なぜなら
受信側においても、映像信号の水平または垂直同期信号
をもとに、送信側９　　＼ と同じ基準夕・イミングパルスを簡単に生成でき、した
がって第２副搬送波の変調が停止している期１川を知る
ことができるからである。

Ｘ％準タフイミングパルスのデユーティ−比が小さ過ぎ
ると、受ＩＲ側での搬送波再生が不安定になり、逆に人
き過ぎるとテ゛ジタル音声の伝送効率が低下する１、し
たがって５φ程度に設定するのが適当である１、 既存のテレビ受信機では、第２音声副搬送波の周波数近
傍は帯域フィルり（映像用、ＦＭ音声用とも）で除去あ
るいは十分減衰させられている領域であるので、この第
２音声副搬送波からの影響を殆んど受けない１、第２音
声副搬送波を４．６５μ１．、Ｉ２　（’；Ｉ近に設置
し、その電力を映像搬送波より２５ｄＢ以上低く設定す
ると自局はもちろん、上側隣接局に対しても妨害が検知
されないことを実験的に確かめている。

実施例 以下本発明の一実施例について図面を用いて説明する１
、 １０　　・− 第１図に本発明によるテレビ１３号送出装置の（７／１
成を示す９．映像信号がＶＳＢ変調される点と、アナロ
グ音声がＦＭ変調される点は第２図の従来例と同じであ
る。本発明では、符号化手段４でデジタル化された音声
によって周波数ｆ８２の第２副搬送波発振器１ｏの出力
を多値ＱＡＭ変調して、映像搬送波ならびに第１音声副
搬送波と合成される３、なお符号化手段４における処理
は単に高能率符９−化だけでなく、誤り訂正符号や同期
符号の付加といった処理も含んでいるものとする。一方
、タイミング発生手段１２では、入力される映像信号か
ら水平捷たは垂直の同期信号成分を抽出し、この成分に
同期した低デユーティ−比の基準タイミングパルス信号
を出力する。多値ＱＡＭ変調手段１１では通常は符号化
手段４からのデジタル音声信号によって変調動作を行な
っているが、基準タイミングパルス信号が与えられた期
間は、変調を休止し第２副搬送波発振器１０の出力であ
る搬送波成分（あるいはそれとの位相関係が明確な信号
）をそのま才出力するように動作する４、 １１　　＼ 多６１０　Ａ　Ｍ　（ｉ−号ｒついてｉ　６ＱＡＭを例
にと−って説明する。ｐ４図はｉ　６ＱＡＭの位相平面
上における信号点配置図であり、図から分かるように、
位Ｉ目と振幅の組合わせにより全部で１６種類の信号点
を有している７、このように１個のタロツク期間（タイ
ムスロット）に１６種類のうちから１種類だけを伝送す
るので、４ビツトの並列伝送がｒｖ能になる。なお変調
に使用される基準搬送波は、図中の同相軸の太線矢印で
ある。

第５図は多値直交変調手段１１の構成を示すブロック図
である。デジタル信号入力（本発明の場合はデジタル音
声）は捷ず直列／並列変換回路２０で、複数の並列信号
に変換されるっ１６ＱＡＭなら前述したように４本の信
号になる。次にこの並列信号を変調波の信−９点（例え
ば第４図）に変換するために、符号／振幅変換回路２１
に学える。

この変換回路２１の出力は２系統に分かれており、それ
ぞれ同相軸および直交軸の搬送波成分の振幅を設定する
情報として使用される。すなち各信号り裏の位相平面−
トでの「座標」を出力していると言える。この符号／振
幅変換回路２１を実現する通常の方法は、その変換の内
容をあらかじめ記憶させたＲＯＭを使用するものである
。ｆ換回路２１の出力である振幅情報は、Ｄ／Ａ変換器
２４．２５でアナログ信号に変換される１１１■に、搬
送波固定回路２２．２３を経由する。これらの固定回路
２２゜２３は、制御端子に基準タイミングパルス信号が
怪えられている期間は、出力信号にそれぞれあらかじめ
設定した値が継続して出力されるよう働く。

もちろんそれらの値が、最終的に取り出されるＱＡＭ信
号を基準搬送波成分に固定するだめの振幅情報であるこ
とはｄうまでもない。Ｄ／Ａ変換器２４，２５の１１（
）力は波形整形用ローパスフィルタ２６，２了を介して
、それぞれ同相軸用平衡変調器２９．１Ｍ交軸用平衡変
調器３０に入力される。

最後にこの２つの平衡変調Ｒｆ’Ｓ２９．３ｏの出力が
合成回路３１において加算され、多値Ｑ　Ａ　Ｍ　（ｄ
廿として出力される。

次にタイミング発生手段１２の機能は、−Ｆ記の２つに
大別できる。

１３　　Ｎ−２ （１）入力される映像信号から、水平または垂直の同期
成分を抽出する。

（２）抽出されプこ映像同期成分に同期した基準タイミ
ングバルヌ信号を生成する。

このうち、（１）の映像同期抽出（同期再生）は一般の
テレビ受ｒ＝機で通常行なわれている処理であり、ＰＬ
Ｌ（フェイズ・ロックド・ループ）の回路等を用いて簡
単に構成できる。（２）のパルス発生は第６図に示すよ
うに、映像の同期信号からの時間オフセットＴ１（ゼロ
でもよい）と、パルス幅Ｔ２が規定されかつ安定なバル
ヌ信号を発生させる機能である。これについても、例え
ば高精度の単安定マルチバイブレータを使えばさほど困
難な技術ではない。結局、第６図の最下部に示すように
、このパルス幅Ｔ２のところで第２音声副搬送波は基準
搬送波成分となる。

以上の送出装置に対応したテレビ受信機の主要部の構成
の一例を第７図に示す。映像搬送波再生回路３ｏで再生
された映像搬送波によって、映像信号と２つの音声副搬
送波を含むテレビ中間周波１４　・・ 信号が同期検波回路３１で検波される。検波ｆＦｉ号中
の映像信号は映像用ローパスフィルり３２を経て端子４
０に供給される。またＦＭ変調された第１音声副搬送波
は第１のバンドパスフィルタ３ア（中心周波数’ｓ１は
通常４　、５ＭＨｚ　）を経て、ＦＭ検波回路３８に検
波される。なおこの第１音声副搬送波は、第７図の構成
以外に、映像搬送波との相互変調を利用した、いわゆる
インターギヤリア方式で取り出されることも多い、一方
、多値ＱＡＭ変調された第２音声副搬送波は、第２のバ
ンドパスフィルタ３３（中心周波数ｆｓ２は例えば４．
６５ＭＨｚ　）を経て、副搬送波再生回路３４と多値Ｑ
ＡＭ同期復調回路３５に入力される。副搬送波再生回路
３４では、映像信号中の同期信号を用いてタイミング発
生手段１２（送出装置のそれと同じもの）において生成
された基準タイミングバルヌ信号が入力された期間、第
２副搬送波を取り込み、その搬送波成分の再生を行なう
。この動作は色信号処理において行なわれる、カラーバ
ーストから連続した色副搬送波の再生を行なうのと同様
である７、１５　　ゝ− 例えばＰＬＬ回路を使用して、基準タイミングパルスが
入力されている期間は回路を通常に動作さす、それ以外
の期間はループを保持状態にすることによって実現され
る。このようにし得られた第２音声副搬送波の連続搬送
波成分を用いて、多値ＱＡＭ復調器３５において第２音
声副搬送波を同期検波する。復調器３５から取り出され
たデジタル音声は、復号手段３６によってアナログ音声
に変換される。この音声と、ＦＭ検波器３８で得られた
音声とが、視聴者の操作による選択、捷たは受信状況（
入力強度やゴースト等の状況）に応じた自動的な選択で
ヌイソチ３９の出力に供給される。

なお一般にテレビ受信機の中では、端子４ｏ以降の映像
信号処理において、水平および垂直の同期分離回路で、
第７図のタイミング発生手段１２と同様の処理を行なう
ので、このタイミング発生手段１２は−１−記同期分離
回路の機能を流用することも可能である。また以上の説
明における「音声信号１はステレオ音声、２力国語音声
、さらに付加データサービス（ファクシミリなど）　ｆ
：ａ　ムＷｆ声の場合も含んでいる。

発明の効果 以上のように本発明によって既存のテレビ受信機に対し
ては完全な両）′ｆ、姓を保ちながら、高品質のデジタ
ル音声を同一チヤンネル内で伝送することができる。高
速のデジタル信号を狭帯域で伝送するために多値のＱＡ
Ｍを使用するというｍ■提に立ち、受信側でのこの搬送
波再生に同時に伝送される映像の同期信号を利用するこ
とで、放送方式としての実現性をもたらしている。また
本発明では上記搬送波再生のために基準位相の搬送波を
送出しているので、通常は必要となるデータの差動変換
が不要となり、再生時のビット誤り率の而でも有利とな
る。

なお以上の説明は、チャネル間隔６　ＭＨｚのＮＴＳＣ
方式のテレビ放送について行なったが、本発明が利用で
きる条件は （１）映像信号に同期信号が含まれていること（２）テ
レビの使用チャネル内に、わずかな（例１７　　ゝ えば１００ＫＨｚ以上）の周波数のすき間があること の２点であるから、世界のいずれの国で放送されている
地上のテレビ放送にも利用可能であると言える。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明における一実施例のテレビ信号送出装置
のブロック図、第２図はデジタル音声を多重する送出装
置の従来例のブロック図、第３図はテレビ信号のヌペク
トラム図、第４図は１６値ＱＡＭ信号の信号点配置図、
第５図は本発明における多値ＱＡＭ変調手段のブロック
図、第６図は本発明における第２音声副搬送波のタイミ
ング図、第７図は本発明における一実施例のテレビ信号
受信機の主要部のブロック図である。 ２・・・・・・残留側波帯変調手段、４・・・・・・符
号化手段、７・・・・・・ＦＭ変調手段、１１・・・・
・・多値ＱＡＭ変調手段、１２・・・・・タイミング発
生手段、２２．２３・・・搬送波固定手段、３Ｑ・・・
・映像搬送波再生手段、３４・・・・第２副搬送波再生
手段、３５・・多値ＱＡ、Ｍ復調手段、３６・・・・復
号手段、３８・・・ＦＭ復調手段。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 送出すべき映像信号により映像搬送波をＶＳＢ変調する
   ＶＳＢ変調手段と、この映像信号に含まれる水平同期信
   号と垂直同期信号の一方または両方を用いて低デューテ
   ィ比の基準タイミングパルス信号を生成するタイミング
   発生手段と、送出すべき音声信号により第１の音声副搬
   送波をＦＭ変調するＦＭ変調手段と、前記音声信号をデ
   ジタル音声信号に変換する符号化手段と、このデジタル
   音声により第２の音声副搬送波を多値ＱＡＭ変調する多
   値ＱＡＭ変調手段と、これらの変調された映像搬送波と
   第１音声副搬送波と第２音声副搬送波を合成して送出す
   る合成手段とを備え、前記多値ＱＡＭ変調手段は前記タ
   イミングパルス信号の出力期間中は変調を停止し第２音
   声副搬送波の基準搬送波成分を出力するよう制御される
   ことを特徴とするデジタル音声付きテレビ信号の送出装
   置。