JPS5880108A - 非線形補償回路 - 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】 本発明は、ビデオディスクシステム等の非線形伝送系に
よる信号の混変調成分を除去できるようにした非線形補
償回路に関する。

ビデオディスクシステムは、現在、静電容量方式と光学
方式とに大きく別けることができる。いずれの方式も、
テレビジョン信号をディスク上にピッＦとスーニスから
なるトラックとして配錘するものであって、ピットとス
ペスの配列が紀鋤されたテレビジョン信号を表わしてい
る、そして、スペースはピットの間を表わし、一般には
、ピッ）はスペースに対してくぼませているものである
から、トラックは記録されるテレビジョン信号に応じて
凸凹したものとなっている。

ところで、−電容量力式ビデオディスクシステムにおい
ては、紀鋒媒体であるディスクはトラックを形成した基
板上に一様な厚さで電極層と誘電体層を形成したもので
あって、そのトラックを電極を有する再生ヘッドで走査
すると、ディスクの電極と再生ヘッドの電極とで静電容
量を形成するから、ピットとスペースとに応じた静電容
量の変化としてテレビジョン信号を再生することができ
る。

これ−に対して、光学方式ビデオディスクシステムにお
いては、−例として、ディスクはトラックを形成した透
明基板上に一様な厚さの反射層を形成したものがあり、
そのシステムにおいては、そのトラックをレーザービー
ムスポットで走査するとピットとスペースとで回折現象
が異なることから、この回折現象の変化による反射光蓋
の変化を検出することによりテレビジョン信号を再生す
ることができろう ここで、記録されるテレビジ３２１８号についてみると
、テレビジョン信号は映像信号（カラー映像信号も含む
）と音声信号とからなり、いずれの信゛号も記録、再生
されなけれはならない。このために、静電容量方式ビデ
オディスクにおいても、また、光学方式ビデオディスク
においても、搬送波をＦＭ変調した映像信号（以下、映
像ＰＭ信号という）と搬送波をＦＭ変調した音声信号（
以下、音声ＰＭ倍信号いう）とを同波数分割多重して記
録しており、再生された多重からは単にろ波器を用いる
ことにより映像ＦＭ信号と音声ＦＭ信号と分離すること
ができるようになっている。

ところで、ビデオディスクシステムの再生系は非線形特
性を有しているために、再生された多重信号には映像Ｆ
Ｍ信号と音声ＦＭ信号との混変調成分が混入しｊこの混
変調成分が映像ＦＭ信号の帯域内に存在するから、再生
画像中に音声ピーシによる雑音が表われて画質を劣化さ
せることになる０ この点について、さらに、詳細に説明すると、まず、静
電容量方式ビデオディスクシステムにおいては、配録装
置として機械的なカッターを使用する関係上、映像ＦＭ
信号と音声ＦＭ信号とは夫々搬送鴫波数を約５ＭＨｚ１
約７１６ＫＨｚとし、概ね１０！１９比率で単に混合し
て多重信号とし、その多重信号の一方のピークを一定の
レベル゛に揃えてから記録するようにして記録される多
重信号の周波数帯域が拡がらないようにしているＯそこ
で、多重信号の周波数が映像ＦＭ信号を表わし１−力の
振巾が音声ＦＭ信号を表わすことになり、ディスク上の
トラックのピットの繰返し周波数が映像ＦＭ（１号に応
じて変化し、また、ピットの深さが音声ＩＦＭ信号に応
じて変化することになる。

かかるディスクを再生ヘッドで走査すると、再生系の非
線形特性により前述の混食ｒｔｍａ分を含む多重信号が
再生される。この混食１１１１成分は多重信号の振巾変
化として現われる。

ところで、この混変ＷＩ４成分を除去する必要があるが
、多重信号の振巾成分として音声ＦＭ信号があるから、
リミッタ回路により混食Ｓ成分を除去することができな
い。なお、混変調成分による音声ビート信号は音声ＦＭ
信号とπ／２ラジアン位相が異なる（ＯＲ公昭５５−２
１１７号公１１）。

このような混変調成分を除去する手段として、多重信号
から補償信号を作り、この補償信号で混変調成分を相殺
する非線形輔償ｒｇ回路が知られているＯ ＃１［はその−従来例を示すブロック図であって（特開
昭５５−５５４５１号公１１１．１は入力端子、２は出
力端子、３はレベルコントロール信号入力端子、４．５
はＶ波器、６は二乗（ロ）路、７は極性反転回路、８は
加算回路である。

＃！友図は＃１１図の１０ツク図の具体的な回路を示す
回路図であって、一部の対応する部分に同一符号を付け
ている。

この回路は、入力端子１に混変調成分を有する多重信号
が供給され、これが二乗回路６、さらに極性反転回路７
で処理されて補償信号が作られ、この補償信号を加算回
路８に加えることにより多重信号から混変調成分を除去
するものである。

ところで、二乗回路６としては、第２図に具体的に示さ
れるように、ダイオードを用いてその非線形特性を利用
している。それ故、ダイオードの特性のバラツキや温度
特性によりその動作点が不安定となってＩｌｌｌｌｍｌ
が難かしく、また、信号レベルも約１００　ｍＶｖ−ｙ
程度に低くする８娶があって電源ノイズ等により８７Ｎ
が劣化しやすい。

次に、光学方式ビデオディスクシステムにおいては、映
像ＦＭ信号と音声ＦＭ信号とは夫々搬送媚波数を約＠　
ＭＨｚ　、約３ＭＨｚとし、１０：ｌの比率で混合して
回折（よる信号再生を可能にするためにり、主ツタ回路
により一定振巾の多重信号としており、その多重信号の
周波数が映像ＦＭ信号を−わし、デユーティサイクルが
音声ＦＭ信号を表わすようにしている。その結果、ディ
スク上のトラックのピットの繰返し晴波数が映像Ｆ　Ｍ
　（４号に応′じて変化し、また、ピットとスペースと
のトラック方向の長さの割合いが音声ＦＭｆｉ号に応じ
て変化することになり、ピットの探さを一定にして回折
による信号再生を可能にしている。

ところで、記録過程でデユーティサイクルの変化が記録
信号にあると、このデユーティサイクルの変化がディス
クの記録状態に現わるという非線形特性が生じ（例えば
、ｐｏｗ、　Ｂ　’ｏ　ｆ　ｅ　Ｌ　ｌらによる「Ｉ　
ＩＩＭ　　１７　ｔｈ　Ｃｂｉｃａｆｏ　８ｐｒｉａｆ
Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅａｍ　Ｃｏａｓｕｍｅｒ　１ｔｅ
ｃｔｒｏｎｉｃａＪ　　（１９７６，６）での発表）、
この非線形特性に起因する映像ＦＭ信号と音声ＦＭ信号
との混食１１１ｔＥ分は本質的には振巾変調信号となる
。従って、ディスクから再生された多重信号には、その
振巾変動成分として混食鞠、成分が含まれることになる
。

そこで、多重′信号をリミッタ回路に通すことによって
振巾変動成分を除けは、実質的に混変調成分が除かれて
１．再生画像に音声によりビートノイズが現ねれること
がないわけであるが、実際には、再生系におけるレーザ
ービームスポットの直径が有限であることから７パーチ
ヤ特性が存在し、再生された多重信号の高域が劣化する
ことになって混変調成分の下側帯波と上側帯波とに振巾
及び位相のづれが生ずる。そして、このような非対称的
な混変調成分を含む多重信号をリミッタ−芦に通しても
混変調成分が残留することになり、やはり、再生画像中
に現われることになる 従来、光学方式ビデオディスクシステムにおいては、こ
のようなシステムの非Ｓ形特性に起因する混変調成分の
上・下側帯波の非対称性を補傷する手段は提案されてお
らず、再生画像中のある程度の音声ビートは許容せざる
を得ず、それ以上の画質の向上は望めなかった。

本発明の目的は、上記従来技術の欠点を除き、高周波信
号と低−波信号とを周波数分割多重した多重信号１混在
する伝送系の非線形特性に起因する混変調成分を充分に
除去できるようにした、動作が安中で５７Ｎが良い非Ｉ
Ｉｉ！形補償回路を提供することにある。

この目的を達成するために、本発明は、多重信号を形成
する高周波信号との搬送波成分と低−波信号を所定の振
巾および位相関係で乗算することにより得られた信号で
もって、多重信号中の混変調成分を除去できるようにし
た点を特徴とする。

次に、本発明の実施例を図面について説明する。

ｆｓ３図は本発明による非線形補償回路の一実施例を示
すブロック図であって、１０は入力端子、１１は出力端
子、１２は制御信号入力端子、１３はレベルコントロー
ル回路、１４．１５はろ波器、１６は移相回路、１フは
乗算回路、１８は加算回路である。

次に、この実施例の動作について説明する。

この実施例は、静電容量方式ビデオディスクシステ五に
関するものであって、入力端子１ｏに供給される信号は
、周波数が映像ＦＭ信号を表゛ゎし、振巾が音声ＦＭ信
号を表わす多重信号である。この多重信号はレベルコン
トロール［ｉ［１３，（Ｆ’波器１５および加算回路１
８に供給される。

レベルコントロール回路１３において、多重信号は入力
端子１２からの制御信号により所定レベルに設定され、
さらにか波器１４に供給されて音声ＩＦＭ信号が分離さ
れ、この音声ＦＭ信号は乗算回路１７に供給される。

一方、ｖ波器１５においては、多重信号から映像ＦＭ信
号の搬送波（以下、映像１Ｍ搬送波をいう）が分離され
、この映像１Ｍ搬送波は移相器１６で搬送波のπ／２ラ
ジアン移相された後加算Ｉｇｌ路１７に供給される。

そこで、加算−路１７では供給された映像１Ｍ搬送波と
音声ＦＭ信号とを乗算し、その出力信号を加算回路１８
に供給して入力端子１０からの多重信号中の混変調成分
を相殺する。従って、出力端子１１には混変調成分が除
去された多重信号がところで、いま、映像１Ｍ搬送波　
ｃｏｔωＶ’＋音声Ｐ、　Ｍ信号をαｃｏｏωαｔとす
ると、多重信号は、ｃｏｓωｖｔ＋ξｊｉｉｎ（・ｖ＋
ωα）ｚｔ　＋ｓｉｎ　（ｅｅｖ−ωａ）ｔ）＋αｃｏ
ｓω４ｔ・・・・・・（１１と近似することができ、第
２項が混食ｆＩＲ成分を表わしている。

一方、ろ波器１４からの音声ＦＭ信号はレベルコントロ
ール回路１３で所定レベルに設定されることにより、／
ｃｏｓωαｔとなり、また、移相回路１６からの映像１
Ｍ搬送波はｃｏｓ　（ａ＋ｙｔ　＋　ｇ／２）　−−ｓ
ｊｎω、１となる。従って、これら音声ＦＭ信号と映像
１Ｍ搬送波とを乗算回路１７で乗算すると、得られる出
力信号は、 ｙ（ｓｉｎ　（５１ｖｔ　＋　ｃｍ＠　）ｔ　＋　Ｉｊ
ｎ（ｃａ＋ｙ　−ωａ）　ｔ）−−（２）となる。但し
、ｒは定数である。

そこで、（１１式と（２）式から明らかなように、ｒ−
一ξとなるように、レベルコントロール回路１３におい
て音声ＦＭ信号のレベルを調整すれば、加算回路１８に
おいて多重信号から混変調成分を除去することができる
。

このようにして、混変調成分を除去できるが、この場合
、乗算回路１７をしてはダイオードを用いる心安がない
から、素子のバラツキや温度特性の影響を小さくするこ
とができ、動作点の調整が容易であるとともに、大きな
レベルで信号処理ができるから８／Ｎが劣化することが
ない。

９４図は本発明による非線形補償回路の他の実施例を示
すブロック図であって、１９は移相器であり、＃！３図
に対応する部分は同一符号を付けて一部説明を省略する
。

次に、この実施例の動作について説明するが、この実施
例は光学方式ビデオディスクシステムに関するものであ
って、ろ波器１４と乗算回路１７との間に移相回路１９
を設け、ろ波器１４からの音声ＦＭ信号を１７２ラジア
ン移相してから乗算回路１７に供給するようにしており
、この点が第３ｗＪに示した実施例と相違するだけであ
る。

ところで、いま、映像ＦＭ信号搬送波をｃｏ。

ＭＶ’？音声ＦＭ信号を６８０１＜１ｌａｔとすると、
入力端子１０に供給される多重信号は、 ｃｏｓωｖ１　＋　（ξ、　ｃｏｓ　（６１Ｖ　＋　ｃ
ｅａ＞　ｔ＋ξ、　ｃｏｏ　（ｂ＋ｖ−ａ＊５）　ｔ　
）＋ａｃｏ＊ｔｍαｔ−…（８）と近似することができ
、１１２項が混変調成分を表わしている。

そして、（８）式から明らかなように、混食＃成分の上
、側帯波ξ、　ｃｏｓ　（＃ｙ＋ωα）電と下側帯波ξ
４　ｃｏｓ（ｍｙ−＊ａ）ｔ　とはそれらの振巾がｒ１
ｔξ、と等しくない。従って、前述のように、この混変
調成分はリミッタ回路によって除去され得ないし、また
、＃１３図の実施例のように、乗算回路１７の出力信号
で相殺するようにすることもできない。

そこで、この実施例では移相回路１９を設けることによ
り音声ＦＭ信号の位相を調整し、乗算回路１７の出力信
号が加算回路１８に供給されると多重信号の混変調成分
の上・下側帯波の振巾が一致するようにするものである
。従って、出力端子１１からリミッタ回路（図示せず）
に多重信号から混変調成分を除去することができる。

つまり、移相回路１６によりπ／２ラジアン移相された
映像ＦＭ信号搬送波は、前述のように、−５ｉｎ・ｖｌ
であり、移相回路１９で音声ＦＭ信号がπ／２ラジアン
移相されると、βｃｏｓ　（ω８ｔ＋ｗ／２　）　＝　
−／ａ　ｌ　Ｉ）＃（ｚ　ｔ　となるから、乗算回Ｍ’
１７の出力信号は、。

ｙ’（ｃ、ｏｓ（・ｙ　＋　＊８）　ｔ　−ｃｏｓ　（
６１Ｖ−ωｃ）ｔｉ・・・・・（４）となる。但し、ｒ
は定数である。

そこで、この出力信号を加算回路１８に供給すると、出
力端子１１に得られる多重信号は、（３）式、（４）式
から、 ＣＯＢ・ｖｔ　＋　（（１１＋ｒ　）　Ｃｏｇ　（ｃａ
ｖ　＋　６８）　”＋　　（ζ、　　ｗｒ’）　　ｃｏ
ｏ　　（伽Ｖ　−ωａ）　　ｔ　　）＋　　ａｃｏｓω
（冨、電　・・・・・・（６）となる。そして、 となるようにｒ９の値を設定すると、（６）式の絶２項
で表わされる混食＃Ｉ４成分の上・下側帯波の振巾は一
蚊することになる。

なお、第３図、＃１４図において、レベルコント田＝ル
回路１３はろ波器１４．１５の前段に配置されているが
、これに限ることなく、例えば、乗算回路１７の後段に
設けるようにしてもよく、レベルコントロール回路１３
に供給される制御信号は、音声ＦＭ信号とＦＭ復−され
た映像信号中のビート成分とを同期検波することにより
得ることができる（特開昭５５−１０７８７号公報）。

また、ろ波器１’４　、１５は夫々音声ＦＭ信号と映像
ＦＭ信号搬送波に移相を生じないようにしなければなら
ないが、逆に、夫々π／２の移相量を与えるようにする
と、移相回路１６．１９を省略することができる。ろ波
器１４．１５が、上記のように、移相を生じないように
するための１つの具体的回路を第５図に示す。

ところで、ｔｌ！ｉ３図と１ｓ４（９）とをみると、多
重信号を形成する映像ＦＭ信号と音声ＦＭ信号とが夫々
鳩波数を興にするから、機能上、ろ波器１４ｓ１５は上
記２つの実施例において相違し、また、＃１４図で移相
回路１９を設ける点構成上相違するが、それらを除けば
、機能上、構成上両者は共通している。従って、その共
通する部分をプｐツ、り化あるいは部品化して残りの部
分を外付けするよ′うにすれば、いずれの方式のビデオ
ディスクプレーヤにも使用できることになるから、ビデ
オディで量産化でき、コストの大巾な低減がはかれる。

なお、本発明をビデオディスクシステムに関連して説明
したが、これに限定することなく、非線形特性を有する
他の伝送系（例えば、ビデオテープレコーダ）について
も同様であることは明らかである。

以上説明したように、本発明によれば、多重信号中の混
変調成分を処理するための信号を、譲多重信号に含まれ
る高鴫波信号の搬送波成分と低周波成分とを乗算する乗
算回路を用いて売主させており、該乗算回路を４１１牲
のバラツキが少なく、かつ温度特性が小さい、４子でも
って構−することができるから、動作点ら調整が容易と
なるとともに動作が安定となり、また、大きなレベルで
信号処理ができるから８／Ｎも向上し、さらに、構成が
簡単で、かつ、いかなる非線形伝送系による多重信号の
混変調成分の除去にも共通に適用できるものであ、るか
ら、量産化によるコストの大巾な低減がはかれ、従来技
術の欠点を除いて優れた機能の非線形補償回路を提供す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の非線形補償回路の一例を示すプロッタｉ
１％第２＠Ｉは第２図のブロック図の具体的回路を示す
回路図、１１１１３図は本発明による非線形補償回路め
一実施例を示すブロック図、１１１！１４図は本発明に
よる非線形補償回路の他の実施例を示すブロック図、＃
１５図はｌ１Ｉ３図および１１１１４図の一プｐツタの
一員体例を示す回路である。 １３・・・・・・レベルコントリールＸｌｔ、ｔ４．ｔ
ｓ・・・・・・ろ波器、１６・・・・・・移相回路、１
７・・・・・・乗算回路、１８・・・・・・加算回路。 第１図 第２図゛ 第５図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１１高鴫波憚号と低周波信号とを周波数分割多重した
   多重信号に含まれ、伝送系の非ｌ１ｉｉ形特性による前
   記高鳴波信号と低周波信号との混変ｉＩｌ成分を除去す
   るようにした非線形補償回路において、前記多重信号か
   ら高−波信号の搬送波成分と低周波信号とを分離する分
   離−・路と、該分ｌｌｉ回路からの前記搬送波成分と前
   記低周波信号とが供給される乗算回路と、該乗算回路の
   出力信号と前記多重信号とが供給される加１１１ｊｌｉ
   ｌ路とを設け、前記乗算、回路に供給されるＩＩＩ配搬
   送搬送波成分記ａｔｍｓ信号の夫々の位相および振巾を
   所定の値に設定することにより、前記乗算回路の出力信
   号を混変＃１１分に応じた位相および振巾に設定できる
   ように構成したことを特徴とする非線形補償回路。 （２）　　特許請求の範囲ｗｉ１項にｉいて、前記高−
   波信号は映像１Ｍ％号であり、前記低鳩波信号番コ音声
   ＦＭ信号であって、体送系が記録・再生糸であることを
   特徴とする非線形補償回路。 （８）−特許請求の範囲１２項において、前記多重信号
   はその周波数が映像ＦＭ信号を表わし、その振巾が音声
   ！Ｍ偽信号表わしており、前記映像ＦＭ信号の搬送波成
   分を１１／２ラジアンだけ移相して前記乗算回路に供給
   することにより、前記混変Ｓ＋成分を相殺できるように
   前記乗算回路の出方信号の位相および振巾を設定したこ
   とを特徴とする非線形補償回路。 （旬　特許請求の範囲第２項において、前記多重信号は
   その喝波数が映像ＦＭ信号を表わし、そのデューテーイ
   サイクルが音声ＦＭ信号を表わしており、前ε映像に′
   Ｍ倍信号搬送波成分および前記音声ＦＭ信号を夫々π／
   ２ラジアンだけ移相して前記乗算回路に供給することに
   より、前記混変調成分の上・下側帯波の振巾が同一にな
   るように乗算回路の出力信号の位相および振巾を設定し
   たことを特徴とする非線形補ｒ１１Ｉｇｌ路。