JPH08510363A - 送信エラー解消のため予め決定された可変動作クラスを備えるテレビジョン信号増幅装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 装置は、増幅器の入力に印加されるテレビジョン信号の方式に応じて増幅器のバイアス点のシフトを制御する回路（２）に接続された増幅器（１）を有する。多方式対応テレビジョン送信機の製造に適用される。

Description

【発明の詳細な説明】 送信エラー解消のため予め決定された可変動作クラスを備える テレビジョン信号増幅装置 本発明は、送信エラーをなくするために、予め決定された可変動作クラスを備 えるテレビジョン信号増幅装置に関する。 本発明は、詳細には、信号を、互いに大幅に異なる規格、すなわち従来のアナ ログ方式と将来のディジタル方式に対応して送信しなければならない、テレビジ ョン送信機の製造に適用される。 テレビジョン送信機における本発明の実施例では、２つのタイプの増幅手段が 使用されている。第一のタイプは、「分離」増幅として周知の、１つのチャンネ ルが画像送信用であり、１つまたは２つのチャンネルが音声送信用であるような 、２つないし３つのチャンネルから成る増幅に関するものである。第二のタイプ は、「共通」増幅として周知の、画像と音声とを送信する単一のチャンネルから 成る増幅に関するものである。この第二の増幅タイプにおいては、テレビジョン 信号の送信が、画像内のノイズ、画像信号の音声チャンネルへのトランス変調や その逆の変調の影響を受けないように、増幅装置の非直線性に よって生じる信号の歪みが非常に少ないことが重要であるため、信号の再送信に 関連する制約が一般に厳しい。しかし、どちらのタイプの増幅を使用しても、テ レビジョン送信機は、送信されるテレビジョン方式に対して透過的であるように 製造することが重要である。実際、ＰＡＬ、ＳＥＣＡＭ、ＮＴＳＣのいずれの方 式にせよ、出力信号は、送信機内増幅装置の入力に印加される信号を正確に反映 していることが重要であり、したがって後者の装置は、非直線性による圧縮のよ うな妨害に寄与してはならない。 共通増幅においては、一般に、電力増幅器をＡ級（クラスＡ）にバイアスし、 低レベルの相互変調を最小にすることが好ましい。というのは、この場合は、先 行歪みを利用した補正装置は、簡単に製造でき、また低レベルは忠実に送信され るので、単に高レベルを伸張させれば良いからである。しかし、この増幅クラス の周知の欠点は、高々２０〜２５％程度の低い電力効率を示し、このため高出力 送信機では電流消費量が極めて多くなることである。 しかし、近年の研究により、低レベルおよび高レベルの二重補正によるＡＢク ラスの増幅システムの先行補正が可能である ことが示された。これは、単一増幅段による共通増幅のタイプにも適用可能であ る。しかし、増幅チャンネルの効率を最適化するために、ＡＢ級（クラスＡＢ） における２段または３段を連続して配置することが必要な場合には、これは明ら かに適切とはいえない。この場合、テレビジョン信号の相互変調レベルは４０ｄ Ｂ程度であり、これは画像と音声が存在する場合は極めて高レベルである。また 、３つの低レベルの歪みと３つの高レベルの歪みから成る３段の累積歪みレベル は、音声対の送信に必要な６２ｄＢに補正するには大きくなりすぎる。以上のこ とから、こうした現象に起因する制限を避けるために、画像チャンネル単独には 十分であり、適切な安定性を有し、容易に得ることができるレベルである、４０ ｄＢの相互変調を許容して、分離増幅を使用せざるを得ない。 しかし、高品位テレビ（ＨＤＴＶ）の新ディジタル方式のテレビジョン信号を 送信するために、チャンネルのコード化が精巧になればなるほど、電力増幅中に 、安定した送信特性が必要となり、効果的な直線化技術を使用せざるを得ない。 たとえば、クラスＢ／ＢＣバイアス・モードは、ＱＰＳＫディジタル変調タイプ に適しており、効率的であるが、このバイアスのタイプ は、ＰＡＬ／ＮＴＳＣまたはＰＡＬ／ＮＴＳＣタイプの１６ＱＡＭ式変調、さら に６４ＱＡＭ式変調には、適していない。このため、共通増幅モードにおける超 直線性動作のタイプに対し、クラスＡにバイアスをかけた増幅器を使用する必要 が生じる。 したがって、単一の送信機で、様々な方式のテレビジョン信号送信サービスの すべての要件を満たすことは、現在は不可能である。 本発明の目的は、上記の問題を解消することにある。 この目的のため、本発明によれば、送信エラーをなくすために予め決定された 可変動作クラスを備え、増幅器の入力に印加されるテレビジョン信号の方式に応 じて増幅器のバイアス点のシフトを制御する回路に接続された増幅器を含むこと を特徴とする、テレビジョン信号増幅装置が提供される。 本発明の主な利点は、現在のテレビジョン方式にも将来の方式にも互換性があ り、最適化された、テレビジョン送信機の製造が可能になることである。また、 特に、各使用方式で増幅システムの効率を最適化することによって現行方式の性 能を高めることにより、各変調タイプに応じて、これらの送信機の性能 を最適化することも可能となる。ディジタル送信においては、動作クラスの事前 決定のためにビット・エラー率（ＢＥＲ）を最適化し、このエラー率を制御する フィードバック・ループによって増幅入出力におけるビット・エラー率（ＢＥＲ ）を最小にすることが可能になる。 本発明の他の特徴および利点は、添付の図面と共に以下の説明を読めば明らか になろう。 − 第１図は、本発明による、送信されるテレビジョン信号の方式に応じて変化 可能な動作クラスを備えるテレビジョン信号増幅器を示す図である。 − 第２図は、４ＰＳＫ、１６ＱＡＭおよび６４ＱＡＭ方式で動作する送信機の 動作点を示す表である。 − 第３図は、動作クラスの自動選択によってビット・エラー率を最適化する装 置を備えた、第１図の増幅器の第２の実施例を示す図である。 − 第４図は、動作クラスおよびテレビジョン信号の事前補正レベルの自動選択 によってビット・エラー率を最適化する装置を備えた、第１図の増幅器の第３の 実施例を示す図である。 − 第５図から第８図は、本発明による増幅装置を使用して、 送信機のクラスにバイアスをかけた結果を示す表である。 − 第９図は、６４ＱＡＭディジタル方式における、送信スペクトルを示す図で ある。 − 第１０図は、第１図、第３図、および第４図に示されたバイアス点の制御回 路の実施例を示す図である。 − 第１１図は、第１図、第３図および第４図の増幅器のバイアス点のシフトを 制御するプロセスを示す流れ図である。 第１図に示した本発明による増幅装置は、送信されるテレビジョン信号の性質 に応じて、テレビジョン送信機の増幅器の増幅クラスを最適化できるようにする 。そのために、第１図に示した増幅装置は、そのバイアス点シフト制御回路２に 接続された高周波数信号増幅器１を含んでいる。回路２は、図には示されていな い任意の周知の装置を使用して、その方式に対応する増幅器１によって消費され る平均電流をフィードバックすることにより、それ自体がテレビジョン信号送信 方式の関数である、増幅器１によって消費される平均電流の関数として、増幅器 １の出力段のバイアス制御のための信号Ｖ_pを供給する。この平均電流は、増幅 器１の電源端子と、電圧Ｖ_cを供給する、図には示されていない外部電源発電機 との間に直列に配置された抵 抗器３の端子に発生した電圧を使用する回路２によって、測定される。この実施 例において、シフト制御回路２は、送信される信号方式に基づいて、増幅器１の 様々な動作クラスを事前決定する。たとえば、第２図に示すように、増幅器１を クラスＡ動作モードに置き、増幅器の出力増幅段の低効率を考慮して、平均出力 電力を低レベルに設定することにより、多数の増幅状態を有する送信が可能にな る。わずかな増幅状態のみを含む送信では、増幅器１をクラスＡＢにバイアスし 、より高い平均電力出力を可能にすることができる。最後に、一定増幅動作モー ドでは、回路２は、たとえば増幅器１をクラスＢＣにバイアスして、高平均電力 の動作モードを可能にすることができる。 第１図に対応する構成要素が、同じ参照番号で示されている、第３図の実施例 において、第１図の回路は、増幅器１がディジタルテレビジョン信号の送信に使 用された場合、増幅器１によって送信されたディジタル情報のエラー率を測定す る回路で補完される。この測定回路４は、増幅器のバイアス点シフト制御回路２ に直接に作用する。 最後に、第３図の増幅回路は、バイアス点シフト制御回路２によって制御され る事前補正回路５で、図４において有効に補 完される。 第１０図に示すバイアス点シフト制御回路２の実施例によれば、この回路は、 マイクロプロセッサ６と、単一のバス１１によって互いに接続された１組のプロ グラム可能読取り専用メモリ７、ランダム・アクセス・メモリ８、アナログ・デ ィジタル変換回路９およびディジタル・アナログ変換回路１０を含んでいる。プ ログラム可能読取り専用メモリ７は、各変調タイプを示す表を含んでいる。増幅 器３の供給電流の値は、アナログ・ディジタル変換器３の入力に印加され、増幅 器３によって供給される平均および最大電力値を算出するためにマイクロプロセ ッサ６によって使用される前に量子化されるようになっている。回路２はまた、 同期信号、変調レベル数およびビット・エラー率を検出する装置１２も有する。 マイクロプロセッサ６は、アナログ・ディジタル変換器９および検出装置１２ から受信したデータに応じて、また行われた測定に基づいて、増幅器の構成を識 別するために、第１１図に示すようにプログラムされ、ディジタル・アナログ変 換器１０を介して増幅器３のバイアス点補正用の値を使用するようになっている 。このプロセスは、ステップ１３において、増幅器３ の構成の識別で始まり、続いてステップ１４で、識別された構成に対応する、メ モリ７で読み取られた表をランダムアクセス・メモリ８にロードする。 ステップ１５において、増幅器のバイアス値が使用される。ステップ１６、１ ７および１８において、装置は自ら検査を行う。すなわちステップ１６で増幅器 ３の特性を測定し、ステップ１７で増幅器３の特性が予期したものと一致しない 場合は、ステップ１８で補正値を増幅器３に適用する。 第１図、第３図および第４図の原理に従って動作する増幅器によって得られた 、４ＰＳＫ、１６ＱＡＭおよび６４ＱＡＭ変調の所与のビット・エラー率（ＢＥ Ｒ）におけるＳ／Ｎ比を、第５図の表に示す。 従来のテレビジョンと、本発明による増幅を組み込んだＯＦＤＭ変調方式で動 作するディジタルテレビジョンにおいて８００ワット・クラスＡＢで動作する送 信機の範囲特性の比較を、第６図の表に示す。第６図のＯＦＤＭ変調方式の３事 例（６４ＱＡＭ、１６ＱＡＭ、および４ＰＳＫ）において、使用可能な出力電力 の決定は、Ｓ／Ｎ比が一定の増幅器の出力電力の関数としてビット・エラー率を プロットした曲線を検査し、 たとえば増幅器の飽和の非直線性によるビット・エラー率の劣化を許容すること によってなされる。後者の場合について、得られた結果を第７図の表に示す。ホ ワイト・ノイズの寄与による非直線性を弱めるために、１ｄＢのマージンが含ま れている。 第８図の表は、ＯＦＤＭ変調方式で動作するクラスＡＢ送信機用増幅器につい て考慮すべき実施マージンを示している。考慮すべき実施マージンは、ＯＦＤＭ 配座の点の数が増加すると減少する。 第９図は、６４ＱＡＭディジタル方式で送信される信号のＨＦスペクトルの自 動補正の効果を示している。したがって、エラー率の測定は、第３図および第４ 図の回路４の代わりに、帯域外相互変調ノイズ測定回路で行うことができ有利で ある。 曲線Ａは、補正前のスペクトルを表している。曲線Ｂは、補正後の最小化スペ クトルを表しており、したがって自動手段による送信エラー率の最適化に対応し ている。

【手続補正書】特許法第１８４条の８ 【提出日】１９９５年４月１１日 【補正内容】 この目的のため、本発明の主題は、ディジタル・テレビジョン信号の送信エラ ーをなくすために事前決定された可変動作クラスを備え、増幅器の入力に印加さ れるテレビジョン信号の方式、増幅器の平均電源電流、および帯域外ノイズに応 じて増幅器のバイアス点のシフトを制御する回路に接続された増幅器を有するこ とを特徴とする、テレビジョン信号増幅装置を提供することである。 本発明の主な利点は、現在のテレビジョン方式にも将来の方式にも互換性があ り、最適化された、テレビジョン送信機の製造が可能になることである。また、 特に、各使用方式で増幅システムの効率を最適化することによって現行方式の性 能を高めることにより、各変調タイプに応じて、これらの送信機の性能を最適化 することも可能となる。ディジタル送信においては、動作クラスの事前決定のビ ット・エラー率（ＢＥＲ）を最適化し、このエラー率を制御するフィードバック ・ループによって増幅入出力におけるビット・エラー率（ＢＥＲ）を最小にする ことが可能になる。 本発明の他の特徴および利点は、添付の図面と共に以下の説明を読めば明らか になろう。 − 第１図は、本発明による、送信されるテレビジョン信号方式に応じて変化可 能動作クラスを備えるテレビジョン信号増幅器を示す図である。 − 第２図は、４ＰＳＫ、１６ＱＡＭおよび６４ＱＡＭ方式で動作する送信機の 動作点を示す表である。 − 第３図は、動作クラスの自動選択によってビット・エラー率を最適化する装 置を備えた、第１図の増幅器の第２の実施例を示す図である。 − 第４図は、動作クラスおよびテレビジョン信号の事前補正レベルの自動選択 によってビット・エラーを最適化する装置を備えた、第１図の増幅器の第３の実 施例を示す図である。 − 第５図から第８図は、本発明による増幅装置を使用して、送信機のクラスに バイアスをかけた結果を示す表である。 − 第９図は、６４ＱＡＭディジタル方式における、送信スペクトルを示す図で ある。 − 第１０図は、第１図、第３図、および第４図に示されたバイアス点の制御回 路の実施例を示す図である。 − 第１１図は、第１図、第３図および第４図の増幅器のバイアス点のシフトを 制御するプロセスを示す流れ図である。 請求の範囲 １．増幅器の入力に印加されるテレビジョン信号方式、増幅器（１）の平均電源 電流、および帯域外ノイズに応じて増幅器のバイアス点のシフトを制御する回路 （２）に接続された増幅器（１）を有することを特徴とする、ディジタル・テレ ビジョン信号の送信エラーをなくするために事前決定された可変動作クラスを備 えるテレビジョン信号増幅装置。 ２．増幅器によって送信されるディジタル・テレビジョン信号のエラー率を測定 し、エラー率の関数としてバイアス点をシフトする回路（４）を有することを特 徴とする、請求項１に記載の装置。 ３．送信テレビジョン信号の帯域外ノイズを測定して、バイアス点をシフトする 回路（４）を有することを特徴とする、請求項１又は２に記載の装置。 ４．バイアス点シフト制御回路（２）によって制御される増幅器（１）の入力に 印加されたテレビジョン信号の事前補正装置（５）を含むことを特徴とする、請 求項１から３のいずれか一項に記載の装置。 ５．制御回路（２）が、バス（１１）を介して、１組のプログラム可能読取り専 用メモリ（７）、ランダムアクセス・メモリ（８）、アナログ・ディジタル変換 回路（９）、ディジタル・アナログ変換回路（１０）と、同期信号、変調レベル 数、ビット・エラー率を検出する装置（１２）とに結合されたマイロクプロセッ サ（６）を有し、マイクロプロセッサ（６）が、測定に基づいて、ディジタル・ アナログ変換器（１０）を介して増幅器（１）のバイアス点を補正するための値 を使用するために、アナログ・ディジタル変換器（９）および検出装置（１２） から受信するデータに基づいて、増幅器（１）の構成を識別するようにプログラ ムされることを特徴とする、請求項１から４のいずれか一項に記載の装置。 ６．１組のプログラム可能読取り専用読取りメモリ（７）に、各変調タイプに応 じてバイアス点を補正するための表が記憶されていることを特徴とする、請求項 ５に記載の装置。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．増幅器の入力に印加されるテレビジョン信号方式に応じて増幅器のバイアス 点のシフトを制御する回路（２）に接続された増幅器（１）を有することを特徴 とする、送信エラーをなくするために事前決定された可変動作クラスを備えるテ レビジョン信号増幅装置。 ２．バイアス点シフト制御回路（２）が、増幅器（１）の平均電源電流の関数で ある、バイアス制御信号Ｖ_pを供給することを特徴とする、請求項１に記載の装 置。 ３．増幅器によって送信されたディジタル・テレビジョン信号のエラー率を測定 し、かつエラー率の関数としてバイアス点をシフトするための回路（４）を有す ることを特徴とする、請求項１又は２に記載の装置。 ４．バイアス点シフト制御回路（２）によって制御される増幅器（１）の入力に 印加されたテレビジョン信号の事前補正装置（５）を有することを特徴とする、 請求項１から３のいずれか一項に記載の装置。 ５．ディジタル・テレビジョン信号のエラー率を測定する回路 （４）が、帯域外ノイズを測定する回路で置き換えられることを特徴とする、請 求項１から３のいずれか一項に記載の装置。