JPH02116227A - 伝送歪除去回路 - 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〕 ＦＭ変調波が振幅・位相周波数特性に歪のある伝送路す
なわち送信機、放送機、中継機、受信機が既歪を有する
場合、あるいは反射波のある伝送路、マルチパスのある
電波伝送路等を通過するときに発生ずる直線歪の妨害波
を（受信機において）除去する伝送歪除去回路に係り、
ステレオ放送受信機、テレビ音声受信機、ＦＭ多重デー
タ放送受信機、テレビ多重ファクシミリ受信機等の、Ｆ
Ｍ変調を用いるずへての有線ならびに無線の受信機に適
用される。

また、−殻内信号伝送において、伝送路の非直線系によ
り発生する非直線歪を（受信機において）除去する回路
に関する。

〔発明の概要〕

本発明は、例えばＦＭ変調波が振幅・位相周波数特性に
歪のある伝送路を通過するときに発生ずる直線歪による
妨害波を軽減するために、受信機のＦＭ検波後のベース
バント信号段において、受信した変調信号から妨害波に
相当する歪除去信号をつくり出し、これによって妨害波
を相殺することによって、変調信号を歪なく受信できる
ようにしたものである。また一般の信号伝送における非
直線歪の軽減も可能としたものである。

〔従来の技術〕

ＦＭ変調波（信号）の伝送路の歪で発生する妨害を受信
機の中間周波段において除去する技術は研究段階にあり
、いまだ完成されていない。

ＦＭ復調後のベースバント信号段で、歪を除去する発明
考案には、特願昭６２−３２９８６９号、特願昭６２−
３２９８７０号があるが、これらはＦＭ多重データ放送
に関するもので、多重データ信号の中心周波数は７６に
Ｈｚで、かつ変調方式がＱＰＳＫ変調方式に限定されて
いる。また、特願昭ｆｉ３−１５００５５号は多重デー
タ信号変調方式ならびにその中心周波数に制限はないか
、ＦＭ放送の場合の、抑圧搬送波振幅変調された差信号
の第２高調波妨害の除去に限定された発明であった。

〔発明が解決しようとする課題〕

特願昭６２−３２９８６９号の発明考案によるＦＭ多重
データ放送受信機は、伝送路の歪、特にマルチパスによ
り発生するステレオ差信号の第２高調波に係る妨害除去
に限定されており、さらに高次の結合による混変調成分
に対しては適用できなかった。

またステレオ変調方式の異るテレビ音声信号に多重する
ファクシミリ信号に関する妨害除去にも適用できなかっ
た。

本発明の目的は前記の欠点を解消した伝送歪除去回路を
提供することにあり、高調波や混変調の結合次数にかか
わりなく、また変調信号の形式にかかわりなく、さらに
は除去すべき歪の落ち込む帯域にかかわりなく、同一の
原理と回路構成により、妨害除去ができ、ＦＭ変調波の
直線歪に対し、広範囲に適用できる伝送歪除去回路を提
供するものである。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は第１の帯域成分と第１の帯域成分より低い周波
数の第２の帯域成分とを有する伝送信号から第１の帯域
成分をとり出す帯域フィルタと、伝送４８号から第２の
帯域成分をとり出す低域フィルタと、２つのフィルタの
出力信号に基づいて第２の帯域成分の高調波および混変
調波信号を形成する信号形成手段と、信号形成手段によ
って得られた高調波および混変調波信号を帯域フィルタ
からとり出した第１の帯域成分信号から差し引く手段と
を具える。

また本発明はＦＭ変調波の受信機におけるＦＭ検波出力
段において、除去すべき直線歪による妨害波の高調波ま
たは混変調の次数ごとに、変調波の既成数に対応した次
数乗の第１の信号を発生する回路、すなわち２乗回路、
３乗回路等、あるいは２乗回路と掛算回路で３次の信号
を発生する回路等と、第１の信号とヒルベルト変換の関
係にある第２の信号を発生するヒルベルト変換回路ある
いは微分または積分回路と、妨害の除去にかかわる帯域
の人力信号と第１の信号との掛算の時間平均である第３
の信号を発生する回路と、数人力信号と第２の信号との
掛算の時間平均である第４の信号を発生ずる回路と、第
１の信号または第２の信号の２乗の時間平均である第５
の信号を発生する回路と、第３の信号を第５の信号で除
算して第６の信号を発生する回路および第４の信号を第
５の信号で除算して第７の信号を発生する回路と、第１
の信号と第６の信号を乗算して第８の信号を発生する回
路および第２の信号と第７の信号を乗算して第９の信号
を発生する回路と、数人力信号より第８の信号と第９の
信号を差引き既結合次数の妨害波を除去するように構成
し、かつ、構成を妨害波除去の必要のある高調波または
混変調の次数ごとに加えた伝送歪除去回路を含み、さら
に以上の構成により、または以上の構成より第２の信号
に係る系統を除いた構成により、−殻内信号伝送の受信
機において、伝送路の非直線歪により発生した高調波、
混変調波歪を除去する伝送歪除去回路を含む。

〔作　用］ 以上の構成によれは、妨害波に相当する歪除去信号によ
って伝送信号中の妨害波を相殺し、伝送歪を除去するこ
とかてきる。

〔実施例〕

以下に、図面を参照して本発明の詳細な説明する。

本発明にかかるＦＭ変調波の伝送路の歪で発生する直線
歪の妨害波を除去する原理を、ＦＭ多重データ放送への
適用例によって説明する。

ＦＭ多重データ放送では放送波のマルチパスによる伝送
路の歪か特に問題てあり、ステレオ信号の高調波と混変
調波か多重データ信号の帯域に落ち込むことにより、多
重データ信号の受信が困難になる場合もあるのて、これ
らの妨害波の除去か必要になっている。これと同様なこ
とがテレビ多重ファクシミリ放送についても生している
。

第３図はＦＭ多重データ放送の変調波のベースバントス
ペクトルならひに、このＦＭ放送波をマルチパス妨害に
よる歪のある伝送路を通して受信したときの高調波と混
変調波の発生状態を示す。

２０１　はステレオパイロット信号、２０２はステレオ
和信号、２０３はステレオ差チャンネル信号、２０４は
多重データ１３号の一例である。

２０５〜２１０はステレオ信号の高調波あるいは混変調
波て、ＯＫ　ｌ（ｚおよびパイロワ１−信号周波数１９
ｋｌｌｚの整数倍の周波数ずなわち、１９．３８，５７
７１ｉ　　９５ＫＨｚを中心に落ち込む、信号受信に障
害となる妨害波である。

このような場合には、受信機のＦＭ検波段において、２
０１〜２０４の信号と２０５〜２１０の妨害波とが同時
に出力される。従って、ステレオ信号を復調する場合は
２０５〜２０７の妨害波が歪となって現われ、２０４の
データ信号を復調する場合には２０９の妨害波が主に悪
影響を及ぼず。

以下、２０４の多重データ信号に関・し、２０９の妨害
波を除去する例により、妨害除去の原理を示す。

送信されたステレオ信号すなわち、パイロット信号、和
信号、差チャンネル信号の和をＳ　（ｔ）とし、多重デ
ータ信号をＤ　（ｔ）とする。

Ｓ（シ）を２乗したときに、７６に一１１ｚ帯域に落ち
込む高調波を１２ｆｔ）　　とすると、 １２　（ｔ）　　＝　Ｕ　（ｔ）　ｃｏｓ４ｗｐｔ　　
（Ｗｐはパイロット信号の角周波数） としてボされる。

＋２（ｔ）をヒルヘルド変換したものを０２　（ｔ）と
すれば、 ０２　（ｔ）　＝　１１　（ｔ）　ｓｉｎ４ｗｐｔであ
る。

Ｓ　（ｔ）を３乗したときに７６にＨｚ帯に落ち込む和
信号と差チャンネル信号およびパイロット信号との混変
調をｈ（ｔ）　　とすれば、 ＋３（ｔ）　　＝Ｖ（ｔ）ｃｏｓ４ｗ、、ｔて示すこと
かできる。

＋３　（ｔ）をヒルベルト変換したものをＱ３（ｔ）と
すれば、 （ｈ（ｔ）　　＝Ｖ（ｔ）ｓｉｎ４ｗｐｔである。

ＦＭ変調の伝送理論によれば、伝送路の歪によって発生
する直線歪は、上記の場合の７６１１１帯に落ち込む、
２次および３次の高調波と混変調波として、 α１２ｆｔ）＋βｑ２（ｔ）＋δｒ３ｆｔ）＋γ０１　
（ｔ）と近似的に示される。この近似は考慮ずへき信号
帯域の比帯域が比較的小さい場合に成立つ。

受信した７６にｌｌｚ帯域の信号をｎ（ｔ）とすれは、
ｎ　（ｔ）岬Ｄ（ｔ）＋　α１２（ｔ）十βｑ２ｆｔ）
＋δ１３（ｔ）＋　γＱ３（ｔ）十・・・ で示され、第１項は多重データ信号、第２．第３項は２
次の高調波妨害波、第３．第４項は３次の混変調妨害波
である。

Ｒ（ｔ）にはさらに第４次以上の高調波、混変調の妨害
波が含まれるが、これらのレベルは比較的小さいこと、
これらの妨害を除去する場合の原理も、２次、３次の妨
害波除去の場合と同じであることより、ここでは説明を
省略する。

前記Ｒ（１）の式に示される、１２　（ｔ）　、Ｑ２　
（ｔ）　、＋３　（ｔ）　。

ａ３（ｔｌ　は、受信したｓＢ）よりつくり出すことが
できるので、Ｒ（ｔ）に含まれる妨害波を除去するため
には、これらの各係数α、β、γ、δが求まればよい。

これらの各係数の値は、１２　（ｔ）　、Ｑ２　（ｔ）
　、１３　（ｔ）Ｑ３（ｔｌ　相互には相関が小さいこ
と、これらとデータ信号の間にもある程度の時間間隔Ｔ
をとれば相関は零に収束することを利用して、相関をと
ることにより求めることができる。

αに関しては、 （１／Ｔ）Ｓ：”Ｒ（ｔ）１２（ｔ）ｄｔ　　　（１／
Ｔ）ａ５：”Ｉ：（ｔ）ｄｔ（＋／Ｔ）　Ｓ　ｔ”Ｂ（
ｔ）ｄｔ　　　　（１／Ｔ）　　Ｓｔｔ”■：（ｔ）ｄ
ｔとなり、受信信号Ｒ（ｔ）に１２ｆｔ）を乗算して適
当な期間Ｔについて積分したときの平均値を、ｒ：（ｔ
）をＴの期間積分した平均値で除算することによって、
αの゛期待値が求まる。

同様にして、β、γ、δについても、 （１／Ｔ）　Ｓ　Ｈ″’！；（ｔ）ｄｔ（１／Ｔ）　Ｓ
　：”Ｒ（ｔ）　１３　（ｔ）ｄｔ（１／Ｔ）　Ｓ　′
ｔ”Ｂ（ｔ）ｄｔ として、各々の期待値が求まる。

求められたα、β、γ、δを用いて、 αｈ（ｔ）十βｑ２（ｔ）＋δｌ３（ｔ）＋γＱ３（ｔ
）　をつくり、これをＲ（ｔ）から差し引くことによっ
て、ｎ　（ｔ）に含まれる妨害波は軽減され、多重デー
タ信号Ｄ（０が抽出でできる。

次に本発明を実現する回路構成の一例を、ＦＭ多重デー
タ放送に適用したときの例によ）て、第１図により説明
する。

回路の入力信号ａはＦＭチューナのＦＭ検波出力信号で
あり、出力信号Ｃは妨害波が減少したＦＭ多重データ信
号である。

まず、２次の高調波妨害の軽減の系統としての１０１−
１１６を説明する。

信号ａは５（ｔ）＋Ｄ（ｔ）＋ａ　１２（ｔ）＋β０＊
（１）＋δＬ＋（ｔ）”γＱ３　（ｔ）　＋Ｗ　（ｔ）
で示され、ｓ　（ｇはステレオ信号、Ｄ　（ｔ）は多重
データ信号、αｌ２（ｔ）÷βｑ２（ｔ）は７６１ＨＩ
ｚ帯域に落ち込んだ２次高調波妨害、δｒ３（ｔ）＋ｙ
ｑ３ｆｔ）は７６ＫＨｚ帯域に落ち込んだ３次の混変調
、Ｗ　（ｔ）は７６に１−１ｚ帯以外の帯域に落ち込ん
だ妨害波を示す。

１０１は７６にＨｚの帯域フィルタで、多重データ信号
および７６ＫＩＩｚ帯域に落ち込む妨害波を通過させる
。１０２は遅延回路で、１０３の低域フィルタの遅延時
間と同一の遅延時間だけ信号を遅延させる。

遅延回路１０２の出力である信号すは、前述のｎ　（ｔ
）であり、Ｒ（ｔ）　＝　ｏ　（ｔ）＋　α１２（ｔ）
＋βｑ２（ｔ）＋δｌ３（ｔ）十γＱ３　（ｔ）である
。

１０３はステレオ信号を通過させ、多重データ信号を遮
断する５３ＫＨｚの低域フィルタで、その出力ｇはステ
レオ信号である。１１２は２乗回路で、人力信号ｇを２
乗することでステレオ信号Ｓ　（ｔ）の２乗波がつくり
出され、この出力信号りを１１３の７６にＨｚ帯域フィ
ルターを通過去させることにより、帯域フィルター１１
３の出力信号ｌとして、Ｉ２（ｔ）を得る。

０２（１）は１２（ｔ）をヒルベルト変換してつくり出
すことができるが、帯域フィルタ１１３の比帯域が小さ
いので、ヒルベルト変換回路に替えて、微分回路、ある
いは積分回路を使ってもよく、ここでは１１５の微分回
路を使い、その出力ｊとして、ｑ２（ｔ）を得ている。

１０４は掛算回路で、信号すすなわちｎ　（ｔ）と信号
ｉすなわち１２（ｔ）の乗算を行い、その出力信号Ｃを
、１０５の低域フィルターを通過させることで、その出
力ｄに、　（１／Ｔ）αＳド”■’、　（ｔ）　ｄｔを
得る。

１０９は掛算回路で、信号ｂ１すなわちＲ（ｔ）と信号
ｊ、すなわちｑ２（ｔ）との乗算を行い、その出力信号
ｅを、１１０の低域フィルタを通過させることで、その
出力ｆに、　（１／Ｔ）βＳ　：”Ｑ：（ｔ）ｄｔを得
る。

１０７は２乗回路で、信号ｉ、すなわち１２（ｔ）を２
乗し、この出力ｋを１０８の低域フィルタを通過サセル
コトテ、ソノ出力ｘニ（１／ｒ）ｓ：”ｒＨ（ｔ＋ｄｔ
を得る。１３号ｉのかわりに信号Ｊ、すなわちＱ２（１
）を人力してもよい。それは、１２ｆｔ）　と０２（ｔ
）の電力は同しであることによる。

＋０６は割算回路で、信号ｄを信号立て除算することに
より、その出力ｍに、αの値を得る。ＩＩＩも同しく割
算回路で、信号ｆを信号ぶて除算することにより、その
出力ｎに、βの値を得る。

ｌｉ４は掛算回路で、信号ｉ、すなわち１２（１：）　
　と信号ｍ、すなわちαの値との乗算を行い、その出力
０として、αｈ（ｔ）を得る。１１６は掛算回路て、信
号ｊずなわちＱ２（ｔ）と信号ｎ、すなわちβの値との
乗算を行い、その出力ｐとして、β０２（１）を得る。

１１７は加算回路で、その出力Ａにはα１２　（ｔ）　
＋βｑ２（ｔ）を含むことになる。これらは２次高調波
の相殺信号である。

次に３次の混変調波妨害の軽減の系統１１９〜１３１は
１２７が２次の系統と異るのみてあり、他は２次の系統
の構成およびその機能と同じてあ１２７は掛算回路て、
信号ｇと、信号１１を乗算し、結果として、５（ｔ）の
３乗の信」−をｑとして発生させる。＋２８は７６　Ｈ
Ｉｆ　ｚの帯域フィルターで、その出力信号ｒは＋３（
ｔ）である。１３０はヒルヘルド変換回路または、これ
に替る微分回路または積分回路で、その出力Ｓは、ｑ３
［）である。

１１９．１２４は掛算回路で、それぞれ、ｎ　（ｔ）と
ｈ　（ｔ）　、Ｒ（ｔ）とＱ３（Ｌ）の乗算を行い、そ
れらの出力は、　１２０，１２５の低域フィルタににっ
て、各々の出力ｔ、ｕを得る。ｔは（１／Ｔ）δＳ　；
”Ｂ　（ｔ）ｄｔは（１／Ｔ）γＳど”ＱＨ（ｔ）ｄｔ
である。１２２は２乗回路で、信号ｒ、すなわち１３ｆ
ｔ）を２乗し、これを１２３の低域フィルタを通過させ
ることで、信号Ｖとして（１／Ｔ）　Ｓ　ｔ”ｒＨ（ｔ
）　ｄｔを得る。

１２１．１２［ｉは割算回路で、それぞれ、信号ｔ、信
号Ｕを信号Ｖで除算し、各出力に、Ｗとしてδの値を、
Ｘとしてγの値を得る。

１２９．１３１は掛算回路で、それぞれ、信号ｒと信号
Ｗ、信号Ｓと信号Ｘの乗算を行い、各出力に、ｙとして
δＩ３　（ｔ）を、ＺとしてγＱ３（ｔ）を得る。

これらは３次の妨害波の相殺信号である。

従フて、１１７の加算回路出力のＡは、αｌ２（ｔ）＋
βｑ２（ｔ）＋６＋ａ（ｔｌ＋γａ３（ｔ）　　となる
。Ａは信号１〕を遅延回路１３２により、１０８，１２
３の低域フィルターの遅延量たけ遅延させて得た信号Ｂ
に含まれる妨害波とほぼ同一波形になっている。ずなわ
ち信号Ａは信号Ｂに含まれる妨害波の相殺信号であり、
１１８の加算回路で信号すより信号Ａを差引くことで、
出力信号Ｃとして、妨害波が減衰した多重データ信号Ｄ
（ｔ）を得ることかできる。

なお、第１図では、２次および３次の高調波。

混変調の妨害波を除去する構成を示しているが、さらに
高次の混変調の妨害波を除去するには、各次数ごとに１
０４〜１１６の回路構成を追加していけはよく、但し、
１１２に相当する回路は、４次では信号りを２乗する回
路とし、５次ては信号りの２乗出力と信号ｇの掛算回路
とずれはよい。

木発明を、ヨーロッパで実用されている、ＦＭステレオ
放送の５７旧１Ｚ帯域にデータ信号を多重するＲＤＳ方
式に適用することもできる。ずなわち、５７旧１ｚ　１
．：多重されたデータ信号より、２０８（第３図）に示
す５７Ｋｌｌｚ帯域の妨害波を第１図の構成によって除
去することができる。但し、この場合には、１０１，１
１３，１２８の各ＩＦ域フィルタの通過帯域を５７　Ｋ
　ＩＩ　ｚを中心とする４　Ｋ　ＩＩ　ｚの帯域幅のも
のとする。

本発明を、多重データ信号が８５．５Ｋｌｌｚを中心周
波数とする方式に適用して、多重データ信号より妨害波
を除去する場合も、同様に第１図の回路構成により達成
される。但し、この場合は、１０１１１３．１２８の各
帯域フィルタの通過帯域を８５．５旧）２の多重データ
信号帯域および、７６旧１ｚ帯の妨害波の帯域の両方を
通過させるものとする。

本発明をテレビ多重ファクシミリ放送におりるファクシ
ミリ信号に対する妨害波を除去する場合にも適用できる
。この場合音声多重の変調方式がＦＭ−ＦＭ変調方式で
あり、ＦＭ放送にお４Ｊる抑圧搬送波へＭ−ＦＭ変調方
式と異るが、木発明の回路構成を適用し得る。但し、こ
の場合、１０１．１１３．１２８の各帯域フィルタの通
過帯域は、多重されているファクシミリ信号の帯域と除
去しようとする妨害波の帯域とを通過させるものとする
。

本発明を、ステレオ放送ならびにテレビ音声の受信にお
いて、ステレオパイロット信号周辺および和チヤンネル
信号または差ヂャンネル信号周辺に落ち込む直線歪の妨
害を除去する場合にも適用できる。この場合も既帯域フ
ィルタはそれらの信号帯域を通過させるものとする。

本発明を一般的信号伝送において非直線歪のある伝送路
で発生ずる非直線歪を、受信機において除去する場合に
も適用できる。この場合は第１図の構成をそのまま適用
してもよい。但し、非直線歪は原理的に既説明のヒルベ
ルト変換に相当する成分は発生しないので、この系統は
省略できる。

すなわち第１図の１０９，１１０，１１１，１１５，１
１１ｉ、１２４，１２５゜１２６．１３Ｑ、１３１は不
用である。第２図にこのような回路構成の一例を示す。

ＦＭ変調波の伝送路で発生ずる歪に関し、これまで除去
することが非常に困難であると考えられていたが、本発
明は、ＦＭ復調後のヘースバント信号段で比較的簡単な
方法で歪を除去することを始めて可能としたものである
。もちろん中間周波段で伝送歪を補正するのが本来的方
法であることに変りなく、この研究がさらに進展するの
が望ましい。しかし本発明によって、実用的な面で当面
の有効な歪除去が可能となった。

ＦＭ多重データ放送に関しては、これまで、大きなマル
チパス妨害を受ける７６に１１７帯においても、特性を
改善することができる。５７Ｋｌｌｚ帯のＲＤＳについ
ても同様の効果がある。

２次、３次はじめ、高調波妨害の結合次数にかかわらず
、同一原理、同一回路構成で妨害の除去ができるように
なった。

また、本発明の妨害除去の応答速度は積分回路の積分時
間、すなわち低域フィルタの遮断周波数により決まるが
、これが＋　００　Ｈｚ程度であれば、移動受信におけ
るフェージングにも十分応答するので、移動受信にも適
用できる可能性がある。

木発明の回路構成は、アナログ回路またはデイジタル回
路いずれによっても構成することができ、かつ各々集積
回路化することで、小型かつ低度な実用回路がつくれる
可能性がある。

木発明は多重放送のみならず、ステレオ放送、テレビ音
声放送、その他一般的にＦＭ変調波の直線歪の除去にお
いても、比帯域が比較的小さい帯域部分に関して効果が
ある。本発明の一部の構成をもって、一般的信号伝送に
おりる非直線歪の除去も可能になフた。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明によれば、きわめて多種類の
伝送信号に関して、伝送歪を確実に除去することができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明にかかるＦＭ変調波における直線歪の
除去回路の一例を示す図、 第２図は、本発明にかかる一般的信号伝送における非直
線歪の除去回路の一例を示す図、第３図は、　ＦＭ多重
データ放送のベースバンドスペクトルおよび同信号の伝
送路で発生した直線歪の妨害波のスペクトルを説明する
図である。 １０１．１１３．１２８・・・帯域フィルタ、１０２．
１３２・・・遅延回路、 １０３．１０５，１０８，１１０，１２０，１２３．１
２５・・・低域フィルタ、１０４．１０９，１１４，１
１６．１１９，１２１，１２４，１２７．１２９．１３
１・・・掛算回路、 １０６．１１１，１２１，１２６・・・割算回路、１０
７．１１２，１２２・・・２乗回路、１１５．１３０・
・・微分回路。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）第１の帯域成分と該第１の帯域成分より低い周波数
   の第２の帯域成分とを有する伝送信号から第１の帯域成
   分をとり出す帯域フィルタと、前記伝送信号から第２の
   帯域成分をとり出す低域フィルタと、 前記２つのフィルタの出力信号に基づいて前記第２の帯
   域成分の高調波および混変調波信号を形成する信号形成
   手段と、 該信号形成手段によって得られた高調波および混変調波
   信号を前記帯域フィルタからとり出した第１の帯域成分
   信号から差し引く手段とを具えたことを特徴とする伝送
   歪除去回路。