JPS6225595A - 中継増幅器 - 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、ＣＡＴＶ伝送システムなどのテレビ信号を含
む伝送システムに使われる中継増幅器において発生する
障害を軽減する技術に関するものである。

従来の技術 ＣＡＴＶは、単なる再送信だけでなく自主放送や有料番
組サービス（ペイテレビ）など多彩なサービスを行うた
めに多チャンネル化の傾向にある。

これに従って、伝送路とシわけ中継増幅器には、特に高
性能なものが要求される。このような伝送システムの信
頼性を低下させる大きな要因としては、能動素子を含む
中継増幅器に関連するものが多い。

中継増幅器に関連する障害の１つに、信号レベル過大に
よる歪の発生がある０このような歪の障害発生を検出し
、障害を軽減することはたいへん有用である。

従来、このような歪障害の検出の方法は、特定周波数の
パイロット信号を同時に伝送し、中継増幅器の入力ある
いは出力で、このパイロット信号のレベルを知ることに
よって間接的に歪障害を検出する方法がとられていた。

以下、図面を参照しながら、このような従来の中継増幅
器の一例について説明する。

第４図は従来の中継増幅器の構成図を示すものである。

第４図において、１は入力端子、２は上下信号分離フィ
ルタ、３は下り線路増幅器、４は上り線路増幅器、６は
上下信号分離フィルタ、７は出力端子、１８は第１フィ
ルタ、４０２は直流検波器、１７は変調用信号発生器、
１６は変調器、１５は搬送波発振器、１４は合波器で、
以上で中継増幅器６が構成されている。

以上のように構成された中継増幅器について、以下その
動作について説明する。下り映像信号と、下り線路増幅
器３の動作状態を調べるだめに加えられた特定周波数の
パイロット信号で構成される下シ信号は、入力端子１か
ら入り、上下信号分離フィルタ２で分離され、下り線路
増幅器３で増幅される。下シ映像信号と共に増幅された
パイロット信号は、第１フィルタ１８で抜き取られ、直
流検波器４０２で検波され、下シ線路増幅器３の出力レ
ベルが測定される。従って、このテスト信号のレベルが
異常に高いようだと、歪が発生していることが予想でき
る。この例では、更にこのレベル値によって周波数など
を変化させうる変調用信号発生器１７で得られた信号で
、搬送波発振器１５で得られた返送用搬送波を変調器１
６で変調し、上り信号としてヘッドエンドに返送するこ
とにより、ヘッドエンドにおいて中継増幅器の入力レベ
ル過大による歪発生を監視することができる。

（特開昭５０−３３７２３号公報など）発明が解決しよ
うとする問題点 しかしながら上記のような構成では、帯域内特性の乱れ
Ｋよって線路増幅器の入力が帯域内で部分的に過大にな
る事により発生した歪は検出できない可能性がある。な
ぜなら、レベルを監視しているのはパイロット信号の周
波数のみであるからである。

本発明は上記問題点に鑑み、レベル監視のような間接的
な方法ではなく、実際に映像伝送サービスを行っている
時の歪の発生を直接、的確に検出し、歪障害を軽減する
ことのできる中継増幅器を提供するものである。

問題点を解決するだめの手段 上記問題点を解決するだめに本発明の中継増幅器は、伝
送信号中に無変調のパイロット信号を含み、中継増幅器
内の１つないし複数の増幅度を制御することのできる線
路増幅器の出力に接続された、該線路増幅器の非線形性
によって混変調を受けたパイロット信号を抜き取る第１
フィルタと、このパイロット信号の包絡線を取シ出すこ
とのできる検波器と、伝送されているテレビ信号の水平
走査周波数およびその整数倍の周波数の内の１つないし
複数の周波数成分を通過させうる第２フィルタと、該第
２フィルタを通過した検出信号のレベルを検出するレベ
ル検出器と、上り伝送信号として歪の発生状態を示す信
号を返送する手段を備えたものである。

作用 本発明は上記した構成によって、伝送されているテレビ
信号からパイロット信号への混変調成分を取り出し、そ
のレベルを監視することにより的確に中継増幅器の歪障
害を検出し、線路増幅器の増幅度を低下させることによ
って歪障害を軽減し、ヘッドエンドにおいて歪の発生し
ている中継増幅器を認識することが可能となる。

実施例 以下本発明の一実施例の中継増幅器について、図面を参
照しながら説明する。

第１図は本発明の第１の実施例における中継増幅器の回
路構成図を示すものである。第１図において、１８は第
１フィルタ、１９はパイロット信号増幅器、２０は検波
器であり、これらでパイロット信号増幅検波部２１が構
成されている。また、９は第２フィルタ、１ｏは検出信
号増幅器、１１はレベル検出器であり、これらとパイロ
ット信号増幅検波部２１で歪増加検出部２２が構成され
ている。更に、１は入力端子、２と６は上下信号分離フ
ィルタ、３は下り線路増幅器、４は上り線路増幅器、１
４は合波器、１５は搬送波発振器、１６は変調器、１７
は変調用信号発生器、７は出力端子で、以上により双方
向の中継増幅器５が構成されている。

以上のように構成された中継増幅器について、以下第１
図および第２図を用いてその動作を説明する。

一般に線形でない線路増幅器を信号が通過すると、出力
には入力信号成分以外のものが含まれる。

今、入力信号Ｘが次式で表されている時、Ｘ＝人ｃｏｓ
　ａｔ　−１−Ｂ　ｃｏｓ　ｂｔ　　　　　・−−−−
−−−・■Ｘのいわゆる３次歪に対応する成分は■式を
用いて次式で表される。

ｘ　＝　（Ａ　ｃｏｓ　ａｔ　−４−Ｂ　ｃｏｓ　ｂｔ
　）’＝　１　／４　（Ａｃｏｓ　３ａｔ＋Ｂ　ｃｏｓ
　３ｂｔ）＋　３／４　（人Ｂｃｏｓ（２ａ±ｂ）を十
λＢ２Ｃ０５（２ｂ±ａ）ｔ＋３／４（ムｃｏｓ　ａｔ
　−）−Ｂ　ｃｏｓ　ｂｔ　）＋３／２　（Ａ　Ｂ２ｃ
ｏｓ　ａｔ　−）　８人２ｃｏｓ　ｂｔ　）　　　・−
・・−・■■式右辺において、第１項は第３高調波成分
、第２項は相互変調成分、第３項は基本波非直線成分、
第４項は混変調成分である。今更に、■式台辺において
、第１項を無変調のパイロット信号、第２項をテレビ信
号とすれば、映像信号をｓ　（ｔ）として、 Ｂ＝１−）ｓ（ｔ）　　　　　　　　　　・・・・・・
・・・・・・■と表せる。人、ａ、ｂは定数である。そ
こで、混変調成分であるＡ　Ｂ２ｃｏｓ　ａｔに着目す
ると、０式を用いて、 Ａ　Ｂ２ｃｏｓ　ａｔ ＝ム（５（ｔ）　＋　２５（ｔ）＋１）　ｃｏｓ　ａｔ
　　・・・・・・・・・■である。これは線路増幅器出
力のパイロット信号包絡線に映像信号成分およびその２
次歪成分が現れることを示している。一方、映像信号ｓ
　（ｔ）は水平走査周波数およびその整数倍の周波数に
非常に強い成分を持っている。従って、線路増幅器出力
のパイロット信号を検波し、水平走査周波数およびその
整数倍の周波数成分のレベルの増加を検出することによ
って、増幅器の歪の発生を検出することができる。なお
、このことは線路増幅器に入力されるテレビ信号が複数
である場合にもあてはまる。

第１図において、入力端子１には下り伝送信号としてテ
レビ信号と共に無変調のパイロット信号が含まれた信号
が入り、下り線路増幅器３で増幅される。出力信号中の
混変調を受けたパイロット信号は、第１フィルタ１８に
よって抜き取られ、パイロット信号増幅器１９で増幅さ
れ、検波器２０で検波される。検波器２ｏは、半波整流
型、全波整流型、自乗検波器、ＰＬＬなどを用いた同期
検波器など包絡線を取り出せるものであれば良い。

検波器２ｏの出力には、前述のように水平走査周波数お
よびその整数倍の周波数成分が含まれるが、第２フィル
タ９はこれらの成分の内の１つあるいは複数の成分を通
過させるものである。第２フィルタ９の出力信号を検出
信号と呼ぶことにすると、第２フィルタ９は検出信号の
Ｓ／Ｎ比を向上させ歪増加の検出動作６を安定させる役
目を果している。第２図（ａ）〜（Ｃ）はこのような第
２フィルタ９の周波数特性例を示しだものである。ただ
し、第２図においてｆＨは水平走査周波数を示している
○ このようにして得られた検出信号は、検出信号増幅器１
０で増幅された後、レベル検出器１１で検出信号レベル
が検出される。もし、検出信号レベルが異常に高くなっ
た場合は、下り線路増幅器３の増幅度を低下させること
により歪を軽減させる。なお、下り線路増幅器３におい
て増幅度を可変できる部分は入力側に近い方が望ましい
。増幅度の制御の仕方は、検出信号レベルが一定のしき
い値を超えた場合、増幅度を連続的に低下させ検出信号
レベルをこのしきい値に保つように制御しても良いし、
このしきい値を′超えないように段階的に増幅度を低下
させても良い。

まだ、このようにして歪増加異常を検出し、歪軽減動作
を行っている時は、その状態にあることを示す信号を変
調用信号発生器１７で発生し、搬送波発振器１６で得ら
れた搬送波を変調器１６で変調する。このようにして得
られた、異常通知用信号は合波器１．４を用いて、上り
伝送信号としてヘッドエンドに返送される。異常通知用
信号は、単純に異常・正常の状態によってオン・オフす
るものなど、位相、振幅、周波数のいずれが変化するも
のであっても良い。あるいは、変調用信号発生器１７で
発生する信号はある符号を構成するデジタル信号であっ
ても良い。搬送波発振器１５で得られる搬送波の周波数
は、各中継増幅器ごとに異なり、ヘッドエンドにおいて
、どの中継増幅器からの異常通知信号であるかを認識す
ることができる。

以上のように本実施例によれば、下り線路増幅器３の歪
によって混変調を受けだパイロット信号を抜き取る第１
フィルタ１８とこのパイロット信号の包絡線を取り出す
検波器２０、および水平走査周波数およびその整数倍の
周波数成分の内の１つあるいは複数の成分を通過させる
第２フィルタ９、レベル検出器１１を設けることにより
、テレビ信号からパイロット信号への混変調成分のレベ
ル増大を検出することによって的確に歪障害を検出し、
下り線路増幅器３の増幅度を低下させることによって歪
障害を軽減し、異常通知信号を上り伝送信号としてヘッ
ドエンドに返送することにより、ヘッドエンドにおいて
どの中継増幅器で歪が発生しているかを認識することが
できる。

以下本発明の第２の実施例について図面を参照しながら
説明する。

第３図は本発明の第２の実施例を示す中継増幅器の回路
構成図である。同図において、２１はパイロット信号増
幅検波部、９は第２フィルタ、１０は検出信号増幅器、
１１はレベル検出器で第１図の構成と同様に歪増加検出
部２２を構成している。

また、１は入力端子、７は出力端子、２と６は上下信号
分離フィルタ、３は下９線路増幅器、４は上り線路増幅
器、１４は合波器、１６は搬送波発振器、１６は変調器
、１７は変調用信号発生器で、以上は第１図の構成と同
様なものである。第１図の構成と異なるのは、パイロッ
ト信号増幅検波部２１の出力に接続された第３フィルタ
２３を設け、この出力とレベル検出器１１の出力は制御
信号合成器２８で適当なアルゴリズムに従って合成され
、下り線路増幅器３の増幅度を制御することである。

なお、以上により、双方向の中継増幅器６が構成されて
いる。

上記のように構成された中継増幅器について、以下その
動作を説明する。歪の軽減方法は第１の実施例と全く同
様、下り線路増幅器３の歪が増加した場合、レベル検出
器１１の出力が上昇し、下り線路増幅器３の増幅度を低
下させることによって歪を軽減する。第１の実施例と異
なるのは、パイロット信号増幅検波部２１の出力の直流
分を第３フィルタ２３で取り出し、歪の発生が検出され
ていない時には、このレベルが一定になるように下り線
路増幅器３の増幅度を制御する点である。

制御信号合成器２８は出力レベル適正化動作あるいは歪
軽減動作のどちらを行うかを決める役割をする。例えば
、レベル検出器１１の出力があるしきい値を超えない場
合は歪が発生していないものとして出力レベル適正化動
作をおこない、逆に超えた場合には歪軽減動作を行う。

これは、レベル検出器１１の出力によって、第３フィル
タ２３あるいはレベル検出器１１の内どちらの出力によ
って線路増幅器の増幅度を制御するかを制御信号合成器
２８によって決定することによって実現される。この機
能は第３フィルタ２３とレベル検出器１１の両出力を足
し合すことによっても実現できる。このようにして、歪
が発生していない時には、下り線路増幅器３の出力レベ
ルを適正に保つことができる。

異常通知信号の返送方法に関しては、第１の実施例と同
様であるが、さらに第３フィルタ２３の出力レベルの異
常、つま９下り線路増幅器３の出力レベル異常に対応す
る異常通知信号を持ち、ヘッドエンドにて歪の発生だけ
ではなく出力レベル異常も監視できるようになっていて
も良い。

以上のように、第３フィルタ２３と制御信号合成器２８
を設け、下り線路増幅器３の増幅度を制御できるように
することにより、パイロット信号およびパイロット信号
増幅検波部２１を共用して歪軽減動作および出力レベル
適正化動作を行うことができる。

なお、第１および第２の実施例において、上り伝送にテ
レビ信号が含まれる場合、下り線路増幅器３に対してと
同様、上り線路増幅器４に対して歪検出、歪軽減、出力
レベル適正化、異常通知動作を行うものであっても良い
。また、歪増加検出部２２を複数もち、複数の線路増幅
器に対してこれらの動作をおこなうものであっても良い
。合波器１４は上り線路増幅器４の出力側にあるが、こ
れは入力側にあっても良い。また、下り伝送信号として
ヘッドエンドよりコマンドを送り、中継増幅器内にはこ
のコマンドを受信することのできる受信機を更に持ち、
各中継増幅器とヘッドエンド間でコマンドのやりと９を
行うことによシ各中継増幅器の状態をヘッドエンドにて
知るものであっても良い。ただし、この場合はポーリン
グなどの方法を用いることにより各中継増幅器の搬送波
発振器１６で得られる搬送波周波数は同一でも良いし、
ヘッドエンドからの下りコマンドの搬送波周波数も同一
でも良い。

発明の効果 以上のように本発明は、伝送信号中に無変調のパイロッ
ト信号を含み、中継増幅器内の１つないし複数の増幅度
を制御することのできる線路増幅器の出力に接続された
、該線路増幅器の非線形性によって混変調を受けたパイ
ロット信号を抜き取る第１フィルタと、このパイロット
信号の包絡線を取り出すことのできる検波器と、伝送さ
れているテレビ信号の水平走査周波数およびその整数倍
の周波数の内の１つないし複数の周波数成分を通過させ
うる第２フィルタと、該第２フィルタを通過した検出信
号のレベルを検出するレベル検出器を備え、伝送されて
いるテレビ信号からパイロット信号への混変調成分を取
シ出し、そのレベルを監視することによシ、的確に中継
増幅器の歪障害を検出し、線路増幅器の増幅度を低下さ
せることによって歪障害を軽減し、上り伝送信号として
異常を通知する手段を有することにより、ヘッドエンド
にて歪の発生している中継増幅器を認識することができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の実施例における中継増幅器の回
路構成図、第２図は第２フィルタ９の周波数特性例を示
す図、第３図は本発明の第２の実施例における中継増幅
器の回路構成図、第４図は従来の中継増幅器の回路構成
図である。 １・・・・・・入力端子、２・・・・・・上下信号分離
フィルタ、３・・・・・・下り線路増幅器、４・・・・
・・上り線路増幅器、５・・・・・・中継増幅器、６・
・・・・・上下信号分離フィルタ、７・・・・・・出力
端子、９・・・・・・第２フィルタ、１０・・・・・・
検出信号増幅器、１１・・・・・・レベル検出器、１４
・・・・・・合波器、１５・・・・・・搬送波発振器、
１６・・・・・・変調器、１７・・・・・・変調用信号
発生器、１８・・・・・・第１フィルタ、１９・・・・
・・パイロット信号増幅器、２０・・・・・・検波器、
２１・・・・・・パイロット信号増幅検波部、２２・・
・・・・歪増加検出部、２３・・・・・・第３フィルタ
、２８・・・・・・制御信号合成器。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名第２
図 （の ｆＨ２チｓ　　　　　　　　３ｆｓ　　　　　　　４ｆ
ｓ　　　　　　Ｎ波数（ｂ） ｆｓ　　　　　　　２すｓ　　　　　　　３ｈｔ　　　
　　　４ｆＨ周波数（Ｃ）

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）上り下りのどちらか一方あるいは両方にテレビ信
   号を含む双方向伝送システムの中継増幅器において、伝
   送信号中に無変調のパイロット信号を含み、中継増幅器
   内の１つないし複数の増幅度を制御することのできる線
   路増幅器の出力に接続された、該線路増幅器の非線形性
   によって混変調を受けた該パイロット信号を抜き取る第
   １フィルタと、該第１フィルタを通過したパイロット信
   号の包絡線を取り出すことのできる検波器と、該検波器
   出力信号の中から伝送されているテレビ信号の水平走査
   周波数およびその整数倍の周波数の内の１つないし複数
   の周波数成分を通過させうる第２フィルタと、該第２フ
   ィルタを通過した検出信号のレベルを検出するレベル検
   出器を具備し、該検出信号のレベルが上昇した場合、該
   線路増幅器の増幅度を低下させることにより歪の発生を
   軽減し、かつ、上り伝送信号として該検出信号のレベル
   上昇を示す信号を返送する手段を有し、ヘッドエンドに
   おいて歪の発生している中継増幅器を認識できることを
   特徴とする中継増幅器。
2. （２）この伝送システムはＣＡＴＶの伝送システムであ
   ることを特徴とする特許請求の範囲第（１）項記載の中
   継増幅器。
3. （３）さらに、検波器を通過した後の信号の直流成分の
   みを通過させうる、検波器の出力に接続された第３フィ
   ルタを有し、歪が検出されていない時には、該第３フィ
   ルタの出力の直流成分が一定になるように該線路増幅器
   の増幅度を制御することを特徴とする、特許請求の範囲
   第（１）項または第（２）項記載の中継増幅器。
4. （４）さらに、上り伝送信号として第３フィルタの出力
   の直流成分が規定値より下回るかあるいは上回る場合に
   も、直流成分が規定値外であることを示す信号を返送す
   る手段を有し、ヘッドエンドにおいて出力レベルの異常
   な中継増幅器を認識できることを特徴とする特許請求の
   範囲第（３）項記載の中継増幅器。