JPH02268584A - 信号伝送方法 - 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 本発明はコンポーネント映像信号を、特に−芯の光ファ
イバで伝送するための信号伝送方法に関するものである
。

従来の技術 従来、コンポーネント映像信号を一芯の光フアイバ伝送
する場合、各信号をそれぞれ異なった周波数で変調した
のち周波数多重して伝送する周波数多重方法か、それぞ
れの信号をＰＣＭ符号化したのち多重して伝送するＰＣ
Ｍ多重方法か、あるいは、発光素子に異なる３つの波長
を用いて伝送する波長多重方法を用いていた。これらの
方法で広帯域な高品位カラーテレビシロン信号（以下Ｈ
ＤＴＶ信号と呼ぶ）を伝送する場合、以下のような欠点
があった。

周波数多重方法では、電気の光変換器（以下Ｅ１０と呼
ぶ）に広帯域で直線性のよい発光素子が要求され、この
発光素子の選定が難しい。

ＰＣＭ多重方法では、Ｅｌｏの伝送速度が数百Ｍｂｐｓ
以上となるため、装置規模が大きく、コストも高価で、
しかも伝送路の光ファイバは非常に広帯域なものが要求
される。

波長多重方法では、多種類の発光素子と、光合分波器等
の光部品を必要とする。さらに、光信号の光フアイバ中
での伝播速度が発光素子の波長による屈折率の違いによ
って異なってくる。したがって、伝送距離により信号の
相対位相が異なり、この補正が難しいという欠点があっ
た。

このように従来の方法では、特にＨＤＴＶ信号のような
広帯域のコンポーネント信号を伝送するにはそれぞれ上
記のような欠点を有していた。

これらの課題を解決する伝送方法として、輝度信号をパ
ルス周波数変調（以下ＰＦＭと呼ぶ）し、そのＰＦＭさ
れた信号を２つの色差信号で交互にパルス幅変調（以下
ＰＷＭと呼ぶ）して、１つのパルス列としてコンポーネ
ント映像信号を伝送する伝送方法がある（特願昭６２−
１７７４２８号）。これは、伝送帯域を大きく広げるこ
となり、１つのパルス列信号として効率的に伝送する伝
送方法である。

発明が解決しようとする課題 上記の伝送方法では、パルス列の立ち上がり成分にＰＦ
Ｍされた輝度信号成分が、立ち下がり成分にＰＷＭされ
た色差信号成分が含まれている。

すなわち、色差信号は、輝度信号をＰＦ？ｌた立ち上が
りエツジを基準にベースバンド色差信号でＰＷＭされて
いる。

ここで、伝送路等の帯域制限により波形歪がおこると、
理想波形に比べ、立ち上がりエツジおよび立ち下がりエ
ツジに時間的変動が生ずる。この立ち上がりエツジの変
動量と立ち下がりエツジの変動量は、復調した場合、Ｐ
ＦＭされている輝度信号より、ＰＷＭされている色差信
号に大きく影響を与える。

そこで、本発明は、かかる点に鑑みてなされたもので、
伝送路の帯域制限等により、波形間干渉がおこる場合で
も直線性のよい伝送を行うことができる信号伝送方法を
提供することを目的としている。

課題を解決するための手段 本発明は、輝度信号と２つの色差信号をもつコンポーネ
ント映像信号のうち輝度信号はパルス周波数変調（以下
ＰＦＭと呼ぶ）を、２つの色差信号はそれぞれ周波数変
調を行い、前記ＰＦＭされた信号を順次前記周波数変調
された２つの色差信号で交互にパルス幅変調（以下ＰＷ
Ｍと呼ぶ）を行い１つのパルス列信号として伝送するこ
とを特徴とする信号伝送方法である。

また、本発明は、１つのパルス列信号を受信時に微分し
たのち増幅する信号処理を行い、前記コンポーネント映
像信号を復調する信号伝送方法である。

また、本発明は、１つのパルス列信号を受信時に微分し
たのち増幅する信号処理を行い、前記増幅された信号を
自動利得制御し、前記コンポーネント映像信号を復調す
る信号伝送方法である。

また、本発明は、色差信号復調時に輝度信号との加算を
行う信号伝送方法である。

作用 本発明は以上のように、２つの色差信号を周波数変調し
た後、ＰＦＭされた輝度信号にＰＷＭを行い多重するこ
とにより、効率的に多重でき、直線性のよい伝送を行う
ことができる。

また本発明は、受信時に微小信号状態で微分して直流成
分を除くことにより、後段の増幅を容易にすることがで
きる。

また本発明は、受信時に微小信号状態で微分して直流成
分を除いた後に増幅してピークホールドすることにより
、利得制御が容易に精度よく行える。

さらに本発明は、色差信号が、ＰＦＭされた輝度信号を
基準にＰＷＭされているので、色差信号復調時に輝度信
号成分が重畳され、輝度信号を加算することにより、色
差信号だけを得ることができる。

実施例 本発明についての実施例を第１図〜第７図を用いて以下
に説明する。

第１図において、コンポーネント映像信号のＹ。

Ｐｒ、　　Ｐｂ信号は、それぞれ低域通過フィルタ（以
下、ＬＰＦと呼ぶ）４，５．８に入力される。これらの
ＬＰＦ４〜６は、パルス列に変換する標本値のパルス周
波数との折り返しビート妨害が発生しないように余分な
高周波成分を除去している。

ＬＰＦ４を通過したＹ信号２００は、パルス幅りが一定
で、パルス間隔ＴがＹ信号の信号振幅に応じて変化する
ＰＦＭ変調器７に入力され、ＰＦＭ信号２０１に変換さ
れる。このＰＦＭ変調器７の入出力信号の波形を第２図
の２００，２０１に示す。

このＰＦＭ信号２０１は、フリップフロップ（以下ＦＦ
と呼ぶ）８に入力される。このＦＦ８は、ＰＦＭ信号２
０１を２分の１分周し、１８０’位相の異なった２つの
Ｑ信号２０２　、Ｑ信号２０３を出力する。第２図の２
０２．２０３，２０１に、この２つのＱ、Ｑ信号波形と
、ＰＦＭ信号の信号波形の関係を示す。ＦＦ８の出力信
号であるＱ信号２０２、Ｑ信号２０３は、それぞれＲ８
−ＦＦ９，１０のセット端子に入力される。

一方、Ｐｒ信号はＬＰＦ５を介して２Ｍ変調器１１に入
力される。この２Ｍ変調器１１の出力は、コンパレータ
１３に入力される。このコンパレータ１３は、２Ｍ変調
器１１の出力信号である信号振幅２０４と、ノコギリ波
発生回路１２の出力信号であるノコギリ波電圧２０５と
を比較し、ノコギリ波電圧２０５が２Ｍ変調器１１の出
力信号である信号振幅２０４より大きければ、Ｈｌレベ
ルなるトリガーパルス２０６を出力する。コンパレータ
１３の出力であるトリガーパルス２０６は、Ｒ５−ＦＦ
９のリセット端子に入力される。

Ｒ３−ＦＦ９は、ＦＦ８の出力信号Ｑ２０２の立ち上が
りエツジでセットされ、Ｈ＋レベルを出力し、また、コ
ンパレータ１３の出力であるトリガーパルス２０８の立
ち上がりエツジによりリセットされＬＯレベルを出力す
る。このＲ３−ＦＦ９の出力信号２０７は、ノコギリ波
発生回路１５に入力される。のこぎり波発生回路１５は
、入力信号がＨｌレベルになった時点から立ち上がり、
またＬＯレベルで初期値にもどるノコギリ波電圧２０５
を発生する。したがって、Ｒ８−ＦＦ９の出力信号２０
７のセットからリセット期間は、周波数変調されたＰｒ
信号の信号振幅により変化する。よって、Ｒ８−ＦＦ９
の立ち下がりエツジは、ＰＦＭ変調器７の出力信号２０
１の立ち上がりエツジを基準として、周波数変調された
Ｐｒ信号でパルス幅変調されている。

同様にｐｂ倍信号ＬＰＦ’６を介してＦＭ変調器１２に
入力される。このＦＭ変調器１２の出力は、コンパレー
タ１４に入力される。このコンパレータ１４は、ＦＭ変
調器１２の出力信号である信号振幅２０８と、ノコギリ
波発生回路１６の出力信号であるノコギリ波電圧２０９
とを比較し、ノコギリ波電圧２０９がＦＭ変調器１２の
出力信号である信号振幅２０８より大きければ、Ｈｌレ
ベルなるトリガーパルス２１０を出力する。コンパレー
タ１４の出力であるトリガーパルス２１０は、Ｒ８−Ｆ
Ｆ　１０のリセット端子に入力される。

Ｒ８−ＦＦｌ０は、ＦＦ８の出力信号Ｑ２０３の立ち上
がりエツジでセットされ、ＨＩｌレベル出力し、また、
コンパレータ１４の出力であるトリガーパルス２１０の
立ち上がりエツジによりリセットされＬｏレベルを出力
する。このＲ３−ＦＦ　１０の出力信号２１１は、ノコ
ギリ波発生回路１ｅに入力される。ノコギリ波発生回路
１６は、入力信号がＨｌレベルになった時点から立ち上
がり、またＬＯレベルで初期値にもどるノコギリ波電圧
２０９を発生する。したがって、Ｒ８−ＦＦｌ０の出力
信号２１１のセットからリセット期間は、周波数変調さ
れたｐｂ倍信号信号振幅により変化する。

よって、Ｒ８−ＦＦｌ０の出力信号２１１の立ち下がり
エツジは、ＰＦＭ変調器７の出力信号２０１の立ち上が
りエツジを基準として周波数変調されたＰｂ信号でパル
ス幅変調されている。

それぞれ位相の異なるＲ８−ＦＦ９．１０の出力信号２
０７，２１１は、加算器１７で加算される。

この加算器１７の出力信号２１２は、１つのバルス列信
号となっている。この１つのパルス列には、パルス間隔
ＴにＹ信号の情報が、パルス幅Ｄｒ、Ｄｂの交互に、そ
れぞれ周波数変調されたＰｒ、Ｐｂ信号の情報が含まれ
ている。この加算器１５の出力信号２１２は、Ｅ１０１
８で光信号に変換され送出される。

この光信号に変換されたパルス列信号を受信してコンポ
ーネント映像信号を復調する方法を第３図および第４図
で説明する。

受光素子３００に入力された光信号は、電流に変換され
る。この電流は、前置増幅器３０１により電流・電圧変
換される。この信号には、直流成分からＰＦＭの最小パ
ルス幅に対応する高周波成分までの周波数成分が含まれ
ている。また、この信号電圧は、微小信号であり、増幅
する必要がある。しかし、直流成分から高周波成分まで
の信号を数十ｄＢ増幅することは、回路実現上、困難で
ある。さらに、この信号の直流レベルは、輝度信号およ
び２つの色差信号の信号振幅により変化するので、ピー
ク検出の精度が悪くなり、利得制御が難しい。そこで、
この信号を微分回路３０２で微分し、直流成分を除いた
あと、利得可変交流増幅器３０３で増幅する。

微分信号の零レベルより高いレベルの信号成分は、受信
パルス列信号の立ち上がり成分であるので輝度信号成分
が含まれている。また、零レベルより低いレベルの信号
成分は、受信パルス列信号の立ち下がり成分であるので
色差信号成分が含まれている。

利得可変交流増幅器３０３の出力４００は、ピーク検出
回路３０４およびコンパレータ３０５．３０６に入力さ
れる。

ピーク検出回路３０４は、利得可変交流増幅器３０３の
出力信号４００の信号振幅を検出し、利得可変交流増幅
器３０３の利得を可変して利得可変交流増幅器３０３の
出力信号４００が一定となるように制御する。このよう
に微分したのちに増幅して利得制御することは、輝度信
号および色差信号により直流成分が変化しないので精度
よくピーク検出が行え、容易に精度のよい利得制御を行
うことができる。

コンパレータ３０５は、利得可変交流増幅器３０３の出
力信号の零レベルより高い直流レベル（＋ｙ）を閾値と
して、利得可変交流増幅器３０３の出力信号を識別する
。同様に、コンパレータ３０６は、利得可変交流増幅器
３０３の出力信号の零レベルより低い直流レベル（−ｙ
）を閾値として、利得可変交流増幅器３０３の出力信号
を識別する。

コンパレータ３０５の出力信号４０１は、ＬＰＦ３０７
．Ｒ８−ＦＦ３０８のセット端子および２分の１分周期
３０９に入力される。

このコンパレータ３０５の出力信号４０１は、輝度信号
がＰＦＭされたものになる。したがって、コンパレータ
３０５の出力信号４０１の低域成分は輝度信号であり、
ＬＰＦ３０７の出力から再生することができる。このＬ
ＰＦ３０７の出力は、加算器３１３，３１８に入力され
る。

コンパレータ３０６の出力信号４０２は、色差信号成分
が含まれており、Ｒ３−ＦＦ３０８のリセット端子に入
力される。

Ｒ８−ＦＦ３０８は、コンパレータ３０５の出力信号４
０１の立ち上がりエツジでセットされ、コンパレータ３
０８の出力信号４０２の立ち下がりエツジでリセットさ
れる。したがって、Ｒ８−ＦＦ３０８の出力信号４０３
は、送信信号であるもとの１つのパルス列信号になって
いる。この信号４０３は、分離器３１０に入力される。

２分の１分周期器３０９は、コンパレータ３０５の出力
信号４０１を２分の１分周する。この２分の１分周され
た信号４０４は、分離器３１０に入力される。

分離器３１０は、出力端子Ａに、２分の１分周期器３０
９の出力信号４０４がＨルーベルのとき、Ｒ８−ＦＦ３
０８の出力信号４０３を出力し、２分の１分周期器３０
９の出力信号４０４がＬｏレベルのときは、ＬＯレベル
を出力する。また、出力端子Ｂに、２分の１分周期器３
０９の出力信号４０４がＬｏレベルのときはＲ８−ＦＦ
３０８の出力信号４０３を出力し、かつ２分の１分周期
器８０９の出力信号４０４がＨルーベルのときはＬＯレ
ベルを出力する。

分離器３１０の出力端子Ａの出力信号４０５は、ノコギ
リ波発生回路３１１およびサンプルホールド回路３１２
に入力される。ノコギリ波発生回路３１１は、入力信号
がＨルベルになった時点から立ち上がり、またＬＯレベ
ルで初期値にもどるノコギリ波電圧４０６を発生する。

このノコギリ波電圧４０６は、サンプルホールド回路３
１２に入力される。

サンプルホールド回路３１２は、分離器３１０の出力端
子Ａの出力信号４０５の立ち下がりエツジでノコギリ波
電圧４０６をサンプルホールドし、立ち上がりエツジで
リセットする。周波数変調された色差信号は、ＰＦＭさ
れた輝度信号を基準にＰＷＭされているので、このリセ
ットからリセットまでの間隔は、輝度信号のＰＦＭ成分
である。

したがって、サンプルホールド回路３１２の出力信号４
０７の低域成分は、色差信号に輝度信号が重畳されてい
る。このサンプルホールド回路３１２の出力信号４０７
は、加算器３１３に入力され加算器３１３は、サンプル
ホールド回路３１２の出力信号４０７に含まれる輝度信
号成分と同じ一定量の負極性輝度信号をサンプルホール
ド回路３１２の出力信号に加算する。この加算器３１３
の出力は、ＬＰＦ３１４に入力される。このＬＰＦ３１
４の出力は、周波数変調された色差信号である。このＬ
ＰＦ３１４の出力は、ＦＭ復調器３１５に入力される。

このＦＭ復調器の出力から色差信号を再生することがで
きる。

また、分周期３１０の出力端子Ｂも出力端子Ａと同様に
、ノコギリ波発生回路３１６、サンプルホールド回路３
１７、加算器３１８、ＬＰＦ３１９、ＦＭ復調器３２０
を介して、色差信号を再生することができる。

いま、帯域制限等により波形歪をおこして、受信したと
き変調パルス位置が変化したとする。第第４図に示した
ように輝度信号の復調は、変調パルスの立ち上がりエツ
ジからＰＦＭのパルスだけを再生し、この低域成分を抽
出することにより再生できる。第５図において、復調信
号Ｓ１は、５１＝Ａ−ｄ−ｆ Ａ：パルスの電位 ｄ：パルス幅 ｆ：　　ＰＦＭ周波数 と表せる。また、パルスがΔｔだけ変化したときの復調
信号Ｓ２は、 ５２＝Ａ−ｄ／　（１／ｆ±Δｔ） と表せる。よって、信号の変動量の絶対値は、（Ｓ　１
−８２）　／Ｓ　１ ＝Δｔ−ｆ／（ｉ±Δｔ−ｆ）・・・・・（１）ここで
、　ｆがＭＨｚオーダならば、Δｔは、ｎ５ｅｃオーダ
なのでＯ〈Δｔ−ｆ（（１である。

次に、パルス位置変動がΔｔおこったときの色差信号の
変動量を示す。第６図において、Δｔが色差信号を周波
数変調している周波数より十分率さいとき、周波数変調
された色差信号に対してΔｔだけ周波数変調波の零クロ
スの位置すれとなる。

このＦＭ波の零クロスを基準にパルス幅一定のパルスを
再生することにより復調した場合、信号の変動量の絶対
値は、次式のように表せる。

Δｔ−ｆｌ／（ｉ±Δｔ−ｆ　１）・・・・・（２）ｆ
ｌ：式差信号で周波数変調されたする周波数いま、ｆｌ
くｆであるから、（２）式の最大値は、（１）式以下で
ある。

ここで、従来の方式でベースバンド式差信号でＰＷＭ変
調を行った場合、信号の変動量は、Δｔ／Ｐ Ｐ：　ＰＷＭの最大偏移量 と表せる。この最大偏移量Ｐは、ＰＦＭ周波数の最高周
波数ｆ　ｗａｘと次の関係がある。

Ｐ≦１／（２４ｍａｘ） したがって、 Δｔ／Ｐ≧２・Δｔ　・ｆ　ｗａｘ≧２・Δｔ　−ｆ　
−・−・（３）Ｘ＝Δｔ−ｆとおいて、 （３）の最小値＝２・Ｘ （２）の最大値＝ｘ／（ｉ±Ｘ） この大小関係を第７図に示す。ここで、０＜ｘ〈く１な
ので、（３）の最小値〉（２）の最大値が成り立つ。

よって、伝送路の帯域制限等により、波形間干渉がおこ
る場合でも復調信号変位ユが小さく、直線性のよい伝送
を行うことができる。

以上説明してきたように、本発明は、２つの色差信号を
周波数変調した後、ＰＦＭされた輝度信号にＰＷＭを行
い多重することにより、効率的に多重でき、直線性のよ
い伝送を行うことができる。

また、受信時に微小信号状態で微分することにより、後
段の増幅を容易にすることができ、さらに、輝度信号と
色差信号の分離が容易に行える。また、微分して直流成
分を除いた後に増幅してピークホールドすることにより
、利得制御が容易に精度よく行える。また、色差信号復
調時に輝度信号との加算を行うことにより、色差信号を
良好に再生することができる。

発明の詳細 な説明してきたように、請求項（１）記載の発明によれ
ば、帯域制限等により波形間干渉がおこる場合でも直線
性のよい伝送を行うことができる。

また、請求項（２）記載の発明によれば、受信時に微小
信号状態で微分することにより、後段の増幅を容易にす
ることができ、さらに、輝度信号と色差信号の分離が容
易に行える。

また、請求項（３）記載の発明によれば、受信時に微分
して直流成分を除いた後に増幅してピークホールドする
ことにより、利得制御が精度よく容易に行える。

また、請求項（４）記載の発明によれば、色差信号復調
時に輝度信号との加算を行うことにより、色差信号を良
好に再生することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示すブロック図、第２図は
同実施例の各部の動作を示す波形図、第３図は本発明の
他の実施例を示すブロック図、第４図は同実施例の各部
の動作を示す波形図、第５図、第６図、第７図は本発明
の動作を示す説明図である。 ４〜８，３０７，３１４，３１９・・・ＬＰＦ’、７・
・・ＰＦＭ変調器、８・・・ＦＦ１９，１０．３０８・
・・Ｒ３−ＦＦ、１１．１２・・・周波数変調器、１３
．１４・・・コンパレータ、　１５，１８，３１１，３
１６・・・ノコギリ波発生回路、１７・・・加算器、１
６・・・Ｅｌｏ、３００・・・受光素子、３ｏ１・・・
前置増幅器、３０２・・・微分回路、３０３・・・利得
可変交流増幅器、３０４　＝−＝ピーク検出回路、３０
５．３０８−・、コンパレータ、３ｏ９・・・２分の１
分周ＪＬ３１０・・・分配器、３１２，３１７・・・サ
ンプルボールド回路、３１３，３１８・・・加算器、３
１５，３２０・・・ＦＭ復調器。 代理人の氏名　弁理士　粟野重孝　はが１名区 と 第 図 第 図 第 図 ｔ′）ｏス

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）輝度信号と２つの色差信号をもつコンポーネント
   映像信号のうち輝度信号はパルス周波数変調を、２つの
   色差信号はそれぞれ周波数変調を行い、前記パルス周波
   数変調された信号を順次前記周波数変調された２つの色
   差信号で交互にパルス幅変調を行い１つのパルス列信号
   として伝送することを特徴とする信号伝送方法。
2. （２）１つのパルス列信号を受信時に微分したのち増幅
   する信号処理を行い、前記コンポーネント映像信号を復
   調する特許請求の範囲第１項記載の信号伝送方法。
3. （３）１つのパルス列信号を受信時に微分したのち増幅
   する信号処理を行い、前記増幅された信号を自動利得制
   御し、前記コンポーネント映像信号を復調する特許請求
   の範囲第１項記載の信号伝送方法。
4. （４）色差信号復調時に輝度信号との加算を行うことを
   特徴とする特許請求の範囲第１項記載の信号伝送方法。