JPH07336325A

JPH07336325A - 多重信号再生装置

Info

Publication number: JPH07336325A
Application number: JP6123471A
Authority: JP
Inventors: Misuzu Nakano; 美鈴中野
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1994-06-06
Filing date: 1994-06-06
Publication date: 1995-12-22

Abstract

(57)【要約】【目的】本発明の目的は、周波数多重復調器のフィルタ
をなくし、低コスト化を図り、かつ最適な復調動作を提
供することにある。【構成】周波数変調された複数の信号を合成し、周波数
多重伝送された信号を復調する装置において、周波数変
調された複数の信号と同じ数のＰＬＬ型復調器を設け、
復調器の出力に同期，非同期検出回路を設け、同期，非
同期検出回路の検出信号により、復調器内の全ての位相
比較器の出力振幅及びループフィルタの時定数、ループ
アンプの利得を制御する手段を有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、輝度信号，色信号及
び、音声信号から成るビデオ信号を伝送系を介して周波
数多重伝送された信号を復調する回路に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来技術としては、特開昭６０−９０４
８３号公報に記載のように、周波数変調した輝度信号，
色信号、及び音声信号を周波数多重し、安価な電気−光
変換素子（ＬＥＤ等）で、信号を伝送し、復調する方法
がある。以下その一例について説明する。本従来例で
は、音声は１チャンネルで、他にデータ信号を伝送す
る。図２において、１１は周波数変調された輝度信号、
１２は周波数変換された色信号、１３は周波数変調され
た音声信号、１４は周波数シフトキーイング変調された
データ信号である。図３において、１５は周波数変調さ
れた輝度信号入力端子、１６は周波数変換された色信号
入力端子、１７は周波数変調された音声信号入力端子、
１８は周波数変調されたデータ入力端子である。合成器
１９で、図２のような周波数多重化電気信号が得られ
る。２０は駆動回路、２１は合成器１９で得られた電気
信号を光信号に変換する電気−光変換素子で光ファイバ
２２に出力する。１は、光ファイバ２３から送られてき
た光信号を多重化電気信号に変換する光−電気変換素
子、２は光−電気変換素子１の出力を増幅する初段増幅
器、２３は初段増幅器２の出力から映像信号成分を取り
出すフィルタ、２４はフィルタ２３の出力から周波数変
調された輝度信号成分を取り出すフィルタ、３は周波数
変調された輝度信号を復調する復調器、２５はフィルタ
２３の出力から周波数変換された色信号成分を取り出す
フィルタ、２６は周波数変換された色信号を元の周波数
帯域に変換する周波数変換器、２７は初段増幅器２の出
力から周波数変調された音声信号成分を取り出すフィル
タ、４は周波数変調された音声信号を復調する復調器、
２８は初段増幅器２の出力から周波数シフトキーイング
変調されたデータ信号成分を取り出すフィルタ、５は周
波数シフトキーイング変調されたデータ信号を復調する
復調器である。８，９，１０、及び２９は出力端子であ
る。１から１１０、２３から２８で多重信号を復調する
多重搬送波再生器を構成している。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】従来の、多重信号復調
器は、以上の様に構成されているので、信号を弁別し取
り出すためのフィルタを数多く使用しなければならなか
った。周波数変調された信号を弁別し取り出すために
は、帯域内で位相変動，振幅変動等がないよう、精度の
良い、ばらつきの少ない高価なフィルタが必要である。

【０００４】従来例では、周波数変調される信号は、輝
度信号，音声信号，データ信号の３種類のみであった
が、周波数配列を考慮するならば、何種類の信号も周波
数変調し、伝送可能である。信号の数が増えれば、信号
を弁別するためのフィルタは、信号の数だけ必要とな
る。フィルタの増加は、製品のコストを上げる。

【０００５】多重復調器をＩＣ化する場合、精度の良
い、ばらつきのない、弁別性の高いフィルタを内蔵する
には、フィルタの自動調整回路等が必要となり、素子数
の増加、外付け基準発振器等の増加が予想される。復調
器の前段にフィルタを内蔵することにより、雑音が大き
くなることも予想される。

【０００６】本発明は、上記のような課題を解消するた
めに、フィルタを使用せずに、低コストでＩＣ化に適
し、かつ最適な復調動作を実現する多重信号再生装置を
得ることを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明に係わる多重搬送
波再生器は、周波数変調された複数の信号を合成し、周
波数多重伝送された信号を復調する装置において、ＰＬ
Ｌ型復調器を設け、復調器の出力に同期，非同期検出回
路を設け、同期，非同期検出回路の検出信号により、復
調器内の全ての位相比較器の出力振幅及びループフィル
タの時定数、ループアンプの利得を制御する手段を有す
ることにより、上述の課題を解決する。

【０００８】

【作用】本発明は、上記構成により、同期，非同期検出
回路を設け、非同期の場合、復調器内の全ての位相比較
器の出力振幅及びループフィルタの時定数、ループアン
プの利得を強制的に動かすことにより、非同期状態から
同期状態への過渡応答特性を早くし、最適な復調動作を
実現できる。

【０００９】

【実施例】本発明の実施例を図面を用いて説明する。

【００１０】図１は、本発明の１実施例を示す、ブロッ
ク図であり、その適用例を示す。１は、光ファイバ等か
ら送られてきた光信号を多重化電気信号に変換する光−
電気変換素子、２は光−電気変換素子１の出力を増幅す
る初段増幅器、３は周波数変調された輝度信号を復調す
る復調器である。４は周波数変調された音声信号を復調
する復調器、５は周波数シフトキーイング変調されたデ
ータ信号を復調する復調器である。復調器は、全てＰＬ
Ｌ型であり、位相比較器（図面では、Ｐ／Ｄと略す。）
３１，４１，５１、ループアンプ、ループフィルタ（図
面では、ループアンプ，ループフィルタを合わせてＡＭ
Ｐと略す。）３２，４２，５２、及びＶＣＯ３３，４
３，５３からなる。同期，非同期検出部の出力で位相比
較器の出力振幅及びループフィルタの時定数、ループア
ンプの利得を制御する構成とする。図４に、ＶＣＯの基
本回路と電圧−電流変換回路を示す。ＶＣＯは、エミッ
タ結合のマルチバイブレータであり、交差結合されたト
ランジスタＴ１，Ｔ２が正帰還の利得段を構成してい
る。トランジスタＴ１，Ｔ２のどちらかは、オンしてい
る。タイミング容量Ｃは、トランジスタＴ３，Ｔ４に流
れる電流により、交互に充電，放電する。発振周波数ｆ
ｏは、

【００１１】

【数１】ｆｏ＝（Ｉ＋Ｉｏ）/（４ＣＶｂｅ）で、表される。Ｉｏは定電流である。Ｉは、トランジス
タＴ１０に流れる電流である。電圧−電流変換回路によ
って、ＶＣＯの発振周波数を電圧により変化させること
ができる。図４の電圧−電流変換回路は、Ｔ５，Ｔ６の
差動増幅器からなる。Ｔ５のベースは、ＶＣＯへの入力
電圧端子（これは、ＰＬＬ復調回路の復調出力端子でも
ある。）であり、この電位をＶｉｎとする。Ｔ６のベー
スは、一定の電圧をＶａに接続される。このとき、トラ
ンジスタＴ７にはＶｉｎとＶａの電圧差に応じた電流Ｉ
が流れる。

【００１２】

【数２】Ｉ＝（Ｖａ−Ｖｉｎ）／ＲＲは、エミッタ抵抗である。トランジスタの電流増幅率
が十分高いと仮定すると、トランジスタＴ８，Ｔ９は、
トランジスタＴ７に流れる電流をトランジスタＴ１０に
伝え、Ｔ１０にはＴ７とほぼ同じ電流Ｉが流れる。Ｔ１
０には、Ｖｉｎの電圧変化により、０〜２・Ｉ１の電流
が流れる。数１より、ＶＣＯは、Ｔ１０に流れる電流値
に定電流Ｉｏを加えた範囲で発振することになる。

【００１３】図４に示すように、所望の周波数を同期さ
せるように、それぞれのＰＬＬ型復調器の復調特性を設
計する。Ｖｉｎ＝Ｖａ時にキャリア周波数でＶＣＯを発
振させる。それぞれのキャリア周波数をｆ１，ｆ２，ｆ
３し、入力周波数対復調器出力電位が、リニアに変わる
範囲が、それぞれの周波数帯域にかからないようにす
る。

【００１４】このとき、ＰＬＬ型復調器を使用し問題と
なるのは、非同期状態から同期するまでの時間（捕捉時
間）がかかる事である。捕捉時間を短くするには、ＰＬ
Ｌ回路の特性周波数を大きくする。しかし、特性周波数
を大きくすると、雑音を受けやすくなる。そのため、同
期，非同期を検出し、非同期の場合は、特性周波数を大
きくし、同期の場合は、特性周波数を小さくする必要が
ある。

【００１５】まず、同期，非同期検出器について、説明
する。ＰＬＬ復調回路の出力（ＶＣＯへの入力電圧）
は、搬送波の周波数に応じた直流成分を出力する。同期
がうまくとれているときは、ＰＬＬ復調回路出力の直流
成分により、ＰＬＬ復調回路の入力周波数に追従するよ
うにＶＣＯの発振波数が変化する。非同期の場合は、Ｖ
ＣＯの発振周波数は、ＰＬＬ復調回路の入力周波数に追
従せず、ＰＬＬ復調回路出力の直流成分は、正常値範囲
外に検出される。従って、ＰＬＬ復調回路出力の直流成
分を検出することにより、同期，非同期を判断できる。
同期，非同期検出回路は、図１では、ＰＬＬ型復調器の
複数の出力に接続してあるが、ＰＬＬ型復調器の１出力
のみに接続するようにしても良い。復調器の１出力のみ
で同期，非同期を判断する場合は、復調器の中で最も同
期が取りにくいものの後段に同期，非同期検出器をもっ
てくるようにする。

【００１６】図５のように正常な出力直流電位がＶ１か
らＶ２とする。正常値の範囲内に直流電位が検出された
場合、同期と判断する。正常値の範囲外に直流電位が検
出された場合、非同期と判断する。同期，非同期の検出
結果で位相比較器、ループアンプ、ループフィルタへの
制御する。これにより、非同期状態から、同期状態への
応答時間を早くし、過渡応答特性を最適に制御する。

【００１７】ＰＬＬ復調回路の過渡応答時間は、上述の
ように特性周波数ωｎにより決定される。特性周波数ω
ｎが、大きくなるほど、過渡応答時間が短くなる。

【００１８】

【数３】ωｎ＝（ＫＬ／τ２） ωｎ；特性周波数（ｒａｄ）ＫＬ；ＰＬＬのループ利得ループフィルタに図７の様にラグリードフィルタを使っ
た場合、τ２は

【００１９】

【数４】τ２＝Ｃ・Ｒ２ τ２；ループフィルタの時定数

【００２０】

【数５】ＫＬ＝ｋｐ・ｋｃｋｐ；位相比較器の変換利得（Ｖ／ｒａｄ）ｋｃ；ＶＣＯの変換利得（ｒａｄ／Ｖ）

【００２１】

【数６】アナログ位相比較器を使用した場合ｋｐ＝Ｖｐ／π Ｖｐ；位相比較器の出力（Ｖ）同期，非同期検出器で非同期と判断した場合のみ、位相
比較器の出力を大きくし、ループフィルタの時定数を小
さくするように制御する。これにより、捕捉時間が短く
なる。同期と判断した場合は、所望の周波数以外の雑音
を受けにくくするように、帯域をせばめるように制御す
る。例えば、図６に示すようにループフィルタの抵抗
値、容量値を同期、非同期でスイッチＳＷ１で切り替え
るようにする。アナログ位相比較器の出力を大きくする
には、図７に示すようにＳＷ２で切り換え、差動対に流
す電流値を大きくすればよい。

【００２２】また、ループアンプの利得により、過渡応
答特性が変化する。ループアンプの利得を大きくする
と、ロックレンジが広くなり、減衰係数が小さくなる。
減衰係数は、一般に０．５から０．８程度が良いとされ
るので、この範囲内に設定する。非同期状態から同期状
態の過渡応答特性を良くするためには、ループアンプの
利得を変え、最適な状態にする。同期状態では、上記と
同様に所望の周波数以外の雑音を受けにくくするよう
に、帯域をせばめるようにループアンプの利得を制御す
る。図６に示すように、ＳＷ３で切り換えるようにす
る。

【００２３】このように、復調器内の全ての位相比較器
の出力振幅及びループフィルタの時定数、ループアンプ
の利得を制御する手段を有することにより、非同期状態
から同期状態にすばやくＰＬＬ復調器が応答する。この
ように制御することにより最適な復調特性を得ることが
できる。

【００２４】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、同期，
非同期検出回路を用いることで、精度の良い多重信号復
調器が構成できる。また、高価なフィルタ、及び外付け
部品を使わないため、製品のコストを下げることができ
る。非同期状態から同期状態に速やかに変化し、最適な
過渡応答が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による多重復調器の一実施例を示すブロ
ック図である。

【図２】周波数多重伝送信号の従来例を示す図である。

【図３】周波数多重復調器の従来例を示す図である。

【図４】電圧制御発振器の説明図である。

【図５】多重復調器の出力特性図である。

【図６】ループアンプ，ループフィルタの説明図であ
る。

【図７】位相比較器の説明図である。

【符号の説明】

１…光検出器、２…初段増幅器、３，４，５…ＰＬＬ型
復調器、６…多重復調器、７…同期，非同期検出回路、
８，９，１０…出力端子。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｈ０４Ｎ 5/04 Ｚ 7/22

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】電圧制御発振器、位相比較器、ループフィ
ルタ、ループアンプからなる複数個のＰＬＬ型復調器を
設け、該復調器の出力に同期，非同期検出回路を設け、
該同期，非同期検出回路の検出信号により、該復調器内
の全ての位相比較器の出力振幅及びループフィルタの時
定数、ループアンプの利得を制御する手段を有すること
を特徴とする多重信号再生装置。