JPS6022421B2 - 角度変調信号の反転防止回路 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は周波数変調等の角度変調された信号をビデオテ
ープレコーダ等の非線形な伝送系を通した時に生じる反
転現象を防止せんとするものである。

テレビジョン信号の記録再生装魔としてよく知られてい
るビデオテープレコーダーＶＴＲにおいては、一般に低
搬送波周波数変詫びＭ記録再生方式が用いられている。

ＶＴＲのような磁気記録再生装置においては低搬送波Ｆ
Ｍ記録方式は非常に優れた方式であるが、最近のように
知波長記録による高密度記録が採用されるようになると
、よく知られているＦＭ波の反転現象が非常に大きな問
題となってくる。この反転現象は一般に映像信号の黒か
ら白への立上り部分にドロップアウトに類似したノイズ
が現れ、著しく画質を劣化せしめ、不安定な画面にする
。従来このようなＦＭ反転現象が起らないように、Ｓ／
Ｎをある程度犠牲にして、前層増中器での再生イコラィ
ゼーションを設定する方法が採用されていた。本発明は
、非常に簡単な回路構成で上許ＦＭ波の反転現象を抑圧
する新規な方式を提供するものであり、これにより、再
生イコライゼーションに自由度が増し、かつＳ／Ｎの改
善が間接的にはかれるものである。

ＦＭ波の反転現象の説明は発明者等の論文「ＶＴＲにお
ける狭帯域ＦＭの反転現象」（電子通信学会磁気記録研
究会資料１９７６年６月ＭＲ７６−６）に詳しく説明さ
れているとうりＦＭ波のベクトルでよく説明される。

いまＦＭ波の反転現象を単純化して考えるために、搬送
波〆。

を単一周波信号ナｓで変調し、変調指数ｍｆが１よりも
ずっと小さい低変調指数の場合を考える。この場合、原
ＦＭ信号のスベクトラムは第１図ａのようにＪｏ，Ｊ‐
．，Ｊ＋，のみであると考えれば、合成ベクトルの先端
は第１図ｂの直線ＰＱ上に来る。このような信号が、第
２図のような振〔１伝送特性を有する系（ＶＴＲの場合
はこれに近い特性を一般に有している）を通った場合、
スベクトラムは第３図ａのようにＪｏに対して非対称と
なる。また、そのベクトル軌跡の先端は第３図ｂのよう
に原点０に対して楕円軌跡Ｅを描く。この階円Ｅを側帯
波ベクトル環と呼ぶ。楕円上の点Ｄ′に対して、〈ＡＯ
Ｄ′＝８とし、０点から楕円ＥＩこ引比較総ｏＤ〃とす
似、料は〇′点において零になる。即ち、Ｄ″点を通る
時復調信号は零になることになる。そしてＤ″点の前後
で復調信号は負から正に変化する。従ってＤ″点が原点
０に近づけば近づくほど復調信号が負から正に急激に変
化するようになる。

そして「階円が原点０に接すると、復調信号は接した競
限大になり、階円が原点○を包含して接すると復調信号
は接する藤間負の無限大になる。そして、楕円が原点０
を完全に包含してしまうと」本来正に復調されるべき信
号が負の信号となって復調され、位相反転したような波
形となった復調される。このような反転現象はトー般に
Ｊｏ及びＪ十，が抑圧され、Ｊ−，が相対的に強調され
たような場合に起ることが、ベクトル図よりわかる。実
際のテレビジョン信号でＦＭ変調した信号をＶＴＲで記
録再生した場合に起る反転現象は上記のように単純では
ないが「前述の論文でも述べているように、前記説明を
基本として説明することができる。さて第４図ａのよう
な矩形波をＦＭ変調記録再生する場合を考えよう。

ａのような信号を記録する場合、まずａの信号をプリェ
ンフアシス回路に通して高周波成分を強調して第亀図ｂ
のような波形にしてＦＭ変調器に導かれる。第４図ｂの
ような信号によって変調されたＦＭ変調波を第２図に示
したと同様な伝送系を通した場合、プリヱンフアシスミ
れた信号の正側の先端部分Ａに対するＦＭ波の瞬時キャ
リャ一は正側の平坦部よりずっと高くなっているため、
キャリャー成分と上側波成分のエネルギーは大きく減衰
してしまい〜相対的に下側波成分が強調されて、第４図
ｃのように、Ａ点に対するＦＭ波形のＡ′点は非常に振
中が減衰してしまう。このＡ′点では前述のように、第
３図側帯波ベクトル環Ｅが、キャリャ−ベクトルの原点
０に極めて接近していることになる。従ってこのような
再生ＦＭ信号にノイズが童畳したり、伝送特性が少し変
動しやりした場合、側帯波ベクトルＥがある瞬時間原点
０に設したり、原点○を包含したりする現象が起る。こ
れが反転現象となって、再生画面でドロップアウト状の
ノイズとなり画質を著しく劣化させる。本発明は第４図
ｃのような再生ＦＭ波を復調する場合に、前記反転現象
が起りにくくする「反転現象抑圧回路に関するものであ
る。本発明の原理は、反転現象が起りやすい部分、即ち
ＣＭ波の振中が極端に減衰した部分において上側波及び
キャリャー成分を下側波成分に対して相対的に強調せし
めることによって反転現象を抑圧できることを応用する
ものである。

前述のようにＬ反転現象は側帯波ベクトル環がキャリャ
ーベクトルの原点０に接するか包含する場合に発生し、
これはキャリャーおよび上側波が減衰した場合に起るた
め、逆に反転現象の起りやすい部分でキャリャーおよび
上側波を下側波に対して相対的に強調することによって
反転現象を防止できることは明らかである。

次にこれを実現するための基本的回路例を第５図に従っ
て説明しよう。

第５図はコレクター負荷として、ダイオードＤ，，Ｄ２
、さらにＬ、Ｃ２よりなる並列共振回路を有する非線形
増中器である。

Ｃ，はＦＭ波が通過するに十分な容量のコンデンサーで
あり「Ｒ，，Ｒ２はバィアシ抵抗、Ｒ３はコレクタ一員
樹抵抗、Ｒ４はェミッタ抵抗、Ｒ５は共振回路のダンピ
ング抵抗である。第Ｓ図亀の入力端子に第４図ｃのよう
なＦＭ波が入力されると、振中の大きいＡ′点近傍以外
の部分ではダイオードＤ，；Ｄ２が導適するため「 コ
レクター負荷はほぼＲ３のみとなるが、Ａ′点近傍では
入力レベルが低いためダイオードが十分導通しないは又
はカットオフになるため、コレクター負荷はＲ３と直列
にＬとＣ２の共振回路が入ることになる。

この並列共振回路の共振周波数をＡ点に対するＦＭ瞬時
キャリャ一周波数近辺に設定することによってＡ点に対
するＦＭ波のキャリャーレベル及び上側波レベルが下側
波に対して相対的に強調されたＦＭ波が出力端子２に得
られることになり「反転現象は抑圧されることになる。

なおＲ３，Ｒ４，Ｒ５の大きさはキヤリャー及び上側波
の強調の度合によって設定される。第６図に、山Ｍ批の
キャリャ‐ＪｏをＩＭＨｚの正弦波で変調し、共振周波
数を即位ｎに設定したときの入力レベルに対するＪｏ，
Ｊ‐．／Ｊｏ，Ｊ＋，／Ｊｏの特性例を示した。

なお第６図特性はダイビング抵抗Ｒ５＝的の場合の例で
ある。この図からも明らかなように入力レベルが１世旧
程度減衰するまでは特性は何等変らず、入力レベルがＩ
ＭＢ以上減衰すると急激にＪ‐，／Ｊｏは小さくなり、
Ｊ＋，／Ｊｏが大きくなっている。このことは通常レベ
ルではこの回路が直線増中器として動作しており〜入力
レベルが低くなったときだけ非直線動作をすることにな
り「特性をそこなうことなく反転現象の防止（抑圧）が
できることを示している。なお入力レベルと非直線動作
領域の関係は入力レベルの大きさの選定、Ｒ３，Ｒ４の
大きさの選定等によって自由に選ぶことができるもので
ある。なお「入力ＦＭ波の平均的大きさが変らない場合
は第５図の回路のみでよいが「 ＶＴＲ再生信号の場合
のように、互換再生や、トラックずれを起した場合は、
入力ＦＭ波の平均レベルが変化することになる。

このような場合、第５図回路の入力設定レベルが変化し
たことになり、反転を起さない部分においても上側波及
びキャリャーの強調が起って好ましくない場合が起る。
このような現象を避けるためには「第７図に示したよう
に、前段に軽いリミッタ回路を挿入してやることによっ
て反転防止回路への入力レベルをほぼ一定に保つことが
できる。前段のリミッタ回路は反転防止回路の定数設定
のマージンを若干狭くすることになるが、入力平均レベ
ルの変化に対しては影響を受けなくすことになる。なお
、基本回路構成は第８図に示したものでよく、入力端１
と出力端２の間に抵抗Ｒ，，Ｒ２，Ｒ３、ダイオードＤ
，，Ｄ２、インダクタンスＬ、容量にて簡単に構成でき
るものである。

なおこのダイオードＤ，，Ｄ２の代りに、低信号レベル
で抵抗値が大きくなり、高信号レベルでは導適状態にな
るような任意の非直線素子（トランジスタ等もスイッチ
素子として使用可能）を使うことができる。

ここでは基本的回路例についてのみ示したが、本発明の
主旨（ＦＭ波のレベルの低い部分におけるキャリャーレ
ベル及び上側波レベルを強調する）にそって種々の回路
構成が可能である。

なお上記説明では上側波側が減衰した場合の構成につい
て説明したが、逆に下側波側が減衰するような系に対し
ては同様に下側波スベクトラムを強調する回路を挿入す
ればよいことは明らかである。またＦＭ波のみにかかわ
らず角度変調波一般に当はめることができる。以上のよ
うに、本発明によればＶＴＲ等で起るＦＭ信号伝送系の
反転現象を非常に簡単な回路によって防止することがで
きる。

またこの回路の採用により再生ィコラィズ特性の設定に
自由度ができ、Ｓ／Ｎ改善、特性改善等にも効果をもた
らすものである。また、本願発明では、減衰された側波
を強調する回路の前段に軽いリミッタ回路を挿入してい
るためｔＶＴＲの再生信信号のように入力ＦＭ波の平均
レベルが変化するような場合にも、不必要な部分が強調
されることもないものである。

【図面の簡単な説明】

第１図ａ、ｂはＦＭ波のスベクトラム及びベクトル図、
第２図はＶＴＲ等の伝送系の代表的特性を示す図、第３
図ａ、ｂはＦＭ波が振中周波数特性の変化を受けたとき
のスベクトラム及びベクトル図、第４図は信号波形図及
びＦＭ再生波形図、第５図は本発明の基本的回路構成例
を示す図、第６図は同回路による特性例を示す図、第７
図は本発明の反転防止回路の一実施例を示す回路図、第
８図は本発明の基本回路構成の他の例を示す図である。 １・・・・・・入力端子、２・・・・・・出力端子。第
１図第２図 第３図 第４図 第５図 第６図 第７図 第８図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 再生装置より再生された角度変調波を、振巾変化を
   軽減するための軽度のリミツター回路を通過せしめた後
   、減衰度の大きい側波周波数帯域に共振周波数を有する
   並列共振回路に並列に小信号レベルで抵抗値が大きく大
   信号レベルで抵抗値が小さくなるような非線形素子を挿
   入した回路に導き、その非線形回路素子の両端間の信号
   に比例した信号を得、再生角度変調波のレベルが通常レ
   ベルより大きく減衰したとき、減衰度の大きい側波を強
   調した後に主リミツターに導びき角度変調波の再生信号
   の反転現象を防止することを特徴とする角度変調信号の
   反転防止回路。