JPS58114530A - 広帯域信号の複数分割伝送装置 - 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】 発明の技術分野 この発明は送信側で広帯域信号を複数に分割して狭帯域
信号として伝送し、この分割された信号を受信側で合成
し広帯域信号を再生する装置に関する。

発明の技術的背景とその問題点 例えば、ビデオ・テープ・レコーダ（以下、ＶＴＲと称
す）では広帯域録画再生を行なうため、テープの走行速
度を上けたり、テープの磁性密度を高めたシする技術が
考えられている。しかし、テープの走行速度を変える場
合、既存の装置との互換性が問題となる。まだ、磁性密
度を高めるには現在の段階では困難である。したがって
、これに代わる技術として、広帯域信号を分割して狭帯
域信号とし、これを複数のヘッドで記録するマルチヘッ
ト方式が考えられている。

しかし、これにおいても広帯域信号を分割して伝送し、
この分割された信号を合成するに必要な技術が確立され
ておらず、この技術の開発が切望されている。

発明の目的 この発明は上記事情に基づいてなされたもので、その目
的とするととろけ広帯域信号を分割して複数の狭帯域信
号として伝送でき、且つ、複数の狭帯域信号を合成して
広帯域信号を再生することができる広帯域信号の複数分
割伝送装置を提供しようとするものである〇 発明の概要 この発明は広帯域信号をこれよシ周波数が高く、位相が
所定間隔ずらされた複数のサンプリング信号でサンプリ
ングし、複数の狭帯域信号として伝送するとともに、こ
の伝送された信号を前記と同一のサンプリング信号でサ
ンプリングした後合成することによシ広帯域信号を再生
するものである。

発明の実施例 先ず、との発明の基本原理である水平飛越走査について
説明する。この水平飛越走査は広帯域信号例えば映像信
号を送出側と受像側で同期したサンプリング信号でサン
プリングするものであシ、このサンプリング信号の位相
をフレーム毎（順次走査の場合フィールド周期一フレー
ム周期）に２π／Ｎ　（Ｎは水平方向飛越走査のインタ
ーレース比、Ｎ：１インタレース）ツつ変えて行き、Ｎ
フレームで水平方向飛越走査の１フレームを完成させ、
伝送帯域を１／Ｎに圧縮するものである。

とこでは、白黒テレビシ四ン信号の水平方向飛越走査の
原理についてＮ＝２の場合について説明する。第１図は
原理を示す構成図であシ、図中１１　ｅ１２はそれぞれ
送出側、受像側のサンプリング回路である。この回路１
１．１２にはそれぞれ原信号（映像信号）Ｓ、（ｔ）お
よび帯域Ｏ〜ω、／２（ω、は角周波数）の伝送路１３
を介して送信された前記サンプリング回路ツノの出力信
号ｂ（ｔ）が供給される。また、このサンプリング回路
１１　ｅ１２にはサンプリング信号ｇｔ（ｔ）、　ｇｚ
（ｔ）が供給され、前記信号５ｉ（ｔ）およびｂ　（ｔ
）がサンプリングされる。このサンプリング信号ｇｔ　
（ｔ）　、　ｇｚ　（ｔ）　＃−ｊ：角周波数ω、位相
が１８０６異なるサンプリング信号であシ、フレーム毎
に切換えられる。前記サンプリング回路１ノ。

１２の出力信号ａ（ｔ）・Ｃ（１）はそれぞれ前記伝送
路１３、復調後処理部Ｊ４に供給される。この復調後処
理部Ｊ４はブラウン管上での視覚の積分効果による再生
過程であシ、５ｏ（ｔ）はその出力信号である。ここで
、５ｏ（ｔ）はフレーム周期Ｔ秒後の信号と元の信号が
視覚積分効果によシ加算されるため、 Ｓ　（ｔ）＝　ＣＩ　（ｔ　　Ｔ　）　十〇冨（１）・
・・・・・・・・（１−１）ＣＩ　（ｔ）　：奇数０）
フレームでの信号Ｃｘ　（ｔ）　：偶数（Ｎ＋１　）フ
レームでの信号という過程があるが、フレーム間の相関
が極めて大きく、且つ視覚積分効果が完全であれば、（
１ニー１）式中０ｃｔ（ｔ　　Ｔ）をＣｔ（ｔ）と置き
代えるととができる。したがって、第１図は第２図に示
す如く置き代えるととができる。尚、第２図中２ノは前
記復調後処理部Ｊ４に代わる加算器でｓｂ、その他、第
１図と同一部分には同一符号に添字１，２を付して示す
。

５− ここで、サンプリング信号ｇｌ（ｔ）２ｇ＊　（ｔ）を
繰返し角周波数ω８のインパルスとする。矩形波のフー
リエ級数は次式で与えられる。

・・・・・・・・・・・・（１−２） インパルスの場合は（１−２）式においてτ／Ｔ→０の
極限であるから、 （但し、ｎは有限） となり、サンプリング信号ｇ１（ｔ）Ｆｉ（１−２）式
に上記条件を代入して次のように表わされる。

ｇ　ｔ　（ｔ）＝に２　十ｃｃｓωｇｔ十ｏｏｌ！２ω
、を＋１・・）−”−”　（１−３）一方、ｇ冨（１）
はｇｘ（ｔ）と１８０°位相が異なるから、（１−３）
式のｔＫ代えて（１−−）を代入し次式のω８ ように表わされる。

６一 ＝Ｋ（間軸（ω、を一π）輸（２ω１Ｉｔ−２π）＋・
・・）ここで、サンプリング回路１１１ｒｌ１２の動作
は原信号とサンプリング信号ｇ１（ｔ）　、　ｇｔ　（
ｔ）の掛算動作であるから、この回路１ノ１　・１ノ２
の出力信号ａ１（ｔ）　、ａｘ　（ｔ）は次のようにな
る。

原信号の角周波数をωｂ（ωＢｆｆｌｌＬＸ≦ω８）と
すると、（１−５）式は次のように々る。

（１−６）式のスペクトルは第３図に示すように表る。

図中Ｂｌ　　＊　８２　　＋　Ｂｌはそれぞれω８，２
ω１３ｗ　ｍの側帯波である。ＩＬＩ　（ｔ）、　ａｌ
　（ｔ）のスペクトルの周波数は同じであるが、Ｃ８の
０１ｌｌ帝波（ω、−ωｂ）。

（Ｃ８＋ωｂ）の位相は逆になっている。

次に、伝送路１３１　・１３鵞　（低減フィルタ）の出
力信号ｂｌ（ｔ）、ｂｘ　（ｔ）はＣ５の角周波数によ
り次のようＫなる。（低域フィルタの遮断周波数＝−９ 一７＝ （１−６）式から明らかなように、Ｃ５くωｌｌ／２の
ときｂｌ（ｔ）、ｂｔ　（ｔ）は同相、へ／２〈Ｃ５〈
Ｃ９のとき逆相になっている。

次に、（１−７）式で与えられるｂｌ（ｔ）、ｂｌ（１
）を受信側でサンプリングした場合、サンプリング回路
１２１ｒ１２２から得られる信号Ｃ１（ｔ）、Ｃ２（ｔ
）は次式のように外る。

９− ８− １０− したがって、Ｃ１（ｔ）・Ｃ２（ｔ）を加算器２ノで合
成し、０３以上の成分を除去すれば、５０（ｔ）はとな
シ、０くＣ５くＣ８なる範囲の原信号Ｓ　、　（ｔ）を
再生することができる。

第４図は第２図の各部のスペクトラム図であシ、変換過
程力目コかるように極性を付けた位相振幅スペクトラム
で表わしている。また、原信号Ｓ　、（ｔ）中のＯ〜」
のスペクトラムに（イ）、７Ｌ２ 〜ωのスペクトラム成分に（イ）という記号を付した。

さらに、点線は送出側のサンプリング回路’ｊ１ｍｌ１
２　によるω　の側帯波、一点鎖線は伝送信号中の（ト
）の部分のωによる側帯波、二点鎖線は伝送信号中（イ
）の部分のω　による側帯波である。ここで、スペクト
ラム図に示されるように０〜−１の周波数成分（７）は
サンプリング、低域濾波の各過程でベースバンドの信号
がそのままω 伝送されていることがわかる。一方、」〜ω２Ｉ！ の周波数成分（イ）は送出側のサンプリング回路ＪＩＨ
＊２１ｘでＣ８の下側帯波としてＯ〜ｔの領域に変換さ
れ、受信側サンプリング回路１２１　＊１２２で再びＣ
３の下側帯波としてプ〜ω８の領域にもどされ再生され
る。

上記以外の側帯波成分はＯ〜ω、の周波数領域では自（
１）とＣＩ（ｔ）で逆極性となるだめ打消し合って出力
信号Ｓ。（１）中には現われない。

以上がｌ’Ｑ＝２の場合の水平方向飛越走査による帯域
圧縮の原理である。尚、数式証明、スペクトラム図にお
いて、２ω８，３ω、・・・の側帯波成分を総べて省略
して示したが、０くＣ５くＣ８であるから送出側サンプ
リング回路のそれはＣ８よシ高い成分となシ、低域フィ
ルタで除去されること、また、受信側サンプリング回路
１２１　。

１２、で生じる２ω　側帯波も同様に伝送信号の周波数
成分がＯ〜１であるため百ω８よシ高い成分となシ合成
後フィルタで除去し得るため何ら影響を与えない。

次に、Ｎ＝４の場合の原理について説明する。

Ｎ＝２の場合に比べて若干複雑となるが考え方は同じで
ある。サンプリング信号はこの場合ｇｘ（ｔ）・ｇｚ　
（ｔ）１ｇｓ　（ｔ）、ｇ＜（ｔ）の４種類となシ、と
れらの位相はそれぞれ２π／Ｎ　＝π／２ずっ異なる。

即ち、ｇｘ（ｔ）＝Ｋ（百十μｓωを子房２ωｌｌｔ十
回３ω、ｔ−１−ｃｏｓ４ωｓ１＋・・川） ｇ２（ｔ）＝ｇｘ（ｔ−７）＝Ｋ（７＋ｉｎω８ｔｃｏ
ｓ２ωｔｓｉｎ　３ω、　ｔ　＋　ｃｏｓ　４ω、ｔ＋
・・曲）ｇ３（ｔ）＝　ｇ＋　（を−π）＝Ｋ（２ａｓ
ωｔ＋ｃｏｓ２ωを一房３ωｓｔ　＋ｃｏｓ　４ω、を
十・・曲）ｇ４　（ｔ）＝　ｇ＋　（ｔ−４π）　＝Ｋ
　（’　ｓｉｎωｔ、　ｃｏｓ２ωｔ２　　　　　　２
　　　　　Ｉ！ ＋、ｇｌｎ３ω、　ｔ　＋ｃｏｓ　４ω、ｔ＋・曲・）
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・（２−１
）１３− とし、入力原信号をｓｉｎωｂ（ｔ）とするとサン７″
ＩＪング出力信号ａ１（ｔ）は ＪＬＩ　（ｔ）＝　Ｋ−ｓｉｎωｂｔａｇｌ（ｔ）＝％
　（５１（ｌωｂｔ十５ｔｎ（ωｂ−ω、）ｔ＋５ｆｎ
（ωｂ−ω、）ｔ＋５ｉｎ（ωｂ＝　２”　、）　ｔ　
＋ｓｌｎ　（ωｂ＋２ωｌｌ）　１　＋−−−−−−）
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・　（２−
２）となる。その他ａｍ（ｔ）〜ａａ（ｔ）も同様に計
算され、その結果は表（２−１）に示すようになる。

１４− −１５− また、低域通過フィルタ（通過域Ｏ−壺ωｌｌ）の出力
信号はω５の値によって次の４通シとなる。

（７）Ｏくω５く子：ω５成分 り）ω、くω５く医ω、：（ω、−ω８）成分１６− １７− また、受像側サンプリング出力信号Ｃ（ｔ）は前述した
ようにＣｎ（ｔ）＝ｂｎ（ｔ）×ｇｎ（ｔ）で与えられ
る。

前記（２−１）式で得られたｇｎ（ｔ）を表（２−３）
に示す。

表（２−３）サンプリング出力信号ｇ　（ｔ）Ｃ（ｔ）
は前記衣（２−２）で与えられるｂ　（ｔ）と表ｎ　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　ｎ（２−３）で与えられる
ｇｎ（ｔ）との積として与えられる。ここで、ω、くω
５＜−Ｈω、の場合を例にとシ計算結果を表（２−４）
に示す。

１８− 表（２−４）かられかるように、ω８くωゎ〈Σω８の
とき出力信号Ｓ　（ｔ）は次のようになる。

＋　ｃｏｓ　（ωｂ−ωＩりｔ−ｍ１ｎω８ｔ＋ｍ１ｎ
（ωｂ−ω、）ｔ”ｃａｓ３ω３ｔ−ｃｏｓ（ωｂ−ω
ｓ）ｔ’５（ｎ３ω、ｉ）・・・・・・・・・・・・・
・・・・・　（２−３）（４ｆｆｌｓ−ωｂ）〉２ω１
であるから遮断周波数２ω、の炉 ＬＰＦでの成分は除去されて出力信号Ｓ　０（ｔ）はに
２ Ｓ　ｏ　（ｔ）　−２・ｓｉｎωｂｔ となる。他の周波数領域のω、についても同様々計算を
行なうことによ！ＤＳ０（ｔ）の０〜２ω８の周波に２ 数領域の成分は−・ｓｉｎωｂｔとなる。

次に、上記原理に基づくこの発明の一実施例について第
５図乃至第７図を用いて説明する。

第５図はＮ＝４の場合の送出装置の構成を示すものであ
る。広帯域原信号５ｔ（ｔ）は例えば第７図に示す画像
Ｐがテレビジ冒ンカメラ等によセ映像信号化されたもの
である。画像Ｐは映像信号の最高周波数（ｆｂｍａｘ）
に対応する白（ト）、黒（Ｂ）の画素が水平方向に格子
状に配列されたものである。この原信号Ｓ、（ｔ）はサ
ンプリング回路５１１〜５１４にそれぞれ供給される。

このサンシリング回路５１１〜６１４にはサンプリング
信号発生器５２よ多筒７図に示すようなサンシリング回
路ｇ１（ｔ）、ｇ鵞（ｔ）１ｇｓ　（ｔ）９ｇ＜　（ｔ
）がそれぞれ供給される。このサンプリング信号ｇｌ（
ｔ）〜ｇｔ（ｔ）はそれぞれｆ、なる周波数の信号であ
シ、とのサンプリング信号周波数ｆｓと前記原信号Ｓ　
、（ｔ）の最高周波数ｆｂｍ　ａ　ｘとの間にはｆ８≧
−Ｋ　ｆｂｍａｘ　　　　　　・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・（３−Ｄなる関係がある。また、
サンプリング信号ｇ−ｔ　（ｔ）〜ｇ４（ｔ）はそれぞ
れ０．π／２．π、３／２πなる位相関係を有しておシ
、ｇｌ（ｔ）〜ｇ４（ｔ）はそれぞれ（Ｍ−）−１）２
１− 〜（Ｍ＋４）番目（Ｍ：０，１．２・・・）のフレーム
のサンプリング信号となっている。尚、原信号がテレビ
ジｌン信号の場合は同期信号等からサンプリング信号が
生成される。また、第７図に示すｇｌ〜４（ｔ）はとれ
らを合成した信号である。このようなサンプリング信号
ｇｌ（ｔ）〜ｇ４（ｔ）でサンプリングされた原信号は
通過帯域がＯ〜フｆ、なる低域通過フィルタＬＰＦ　５
　Ｊ　ｌ　〜５３４にそれぞれ供給される。このフィル
タはＯ−ｆ。

（ｆ、を含まず）の通過帯域でもよい。このフィルタｓ
３１〜５３４の出力信号ｂｘ（ｔ）〜ｂ４（ｔ）は第７
図に示す如く奇数フレームが白レベル、偶数フレームが
黒レベルとなっておシ、これらフィルタ５３１〜５３４
の出力信号は伝送路５４１〜５４４に供給される。とこ
ろで、この伝送路ｓ４１〜５４４における信号帯域ｆｃ
は前記（３−１）式よシ ｆ−−！−ｆ−８ｆｂｍａｘ・・・・・・・・・・・（
３−２）０　　２　８ となシ原信号に比べて１／４の帯域となっている。

２２− 尚、ここで言う伝送路とはベースバンド信号を高周波伝
送路（有線、無線、ＶＴＲ等）にのせるための変復調装
置（ＡＭ、ＦＭ、ＰＭ、ＰＣＭ。

ＰＳＫ等のディジタル変調を含んでいる。

一方、上記伝送路５４１〜５４４で伝送された狭帯域信
号は第６図に示す受信装置のサンプリング回路６１１〜
６１４にそれぞれ供給される。このサンプリング回路６
１ｚ〜６１４にはサンプリング信号発生器６２よシ前記
送出側サンプリング信号発生器５２と同期して、同一の
サンプリング信号ｇｌ（ｔ）〜ｇ４（ｔ）が供給され、
この信号ｇｌ（ｔ）〜ｇ４（ｔ）によシ伝送されてきた
信号がサンプリングされる。との両すングリング信号発
生器５２．６２の同期は例えば送出側で被サンプリング
信号に同期信号を付加し、受信側でこれを検出して発生
器６２を制御する等の周知の手段を適用することが可竺
である・前記サンプリング回路６１．〜６１４の出力信
号−（１）〜Ｃ４（ｔ）は合成回路６３で合成され、こ
の合成出力信号は通過帯域０〜ｆ、　ｍａｘの低域通過
フィルタＬＰＦ　６４に供給される。したがって、この
フィルタ６４の出力信−ＩＳ。（１）は第７図に示す如
く原信号ｓ　、　（ｔ）が再生されたものとなる。また
、第７図＠（１）はＣｘ（ｔ）〜Ｃ４（ｔ）を例えばブ
ラウン管に供給した場合におけるブラウン管の表示状態
を示すものであシ、視覚の積分効果によって画像Ｐが再
現される。

尚、前記Ｎ：１水平飛越走食がＮフレームで原信号を再
生できるのに対し、分割伝送ではフレーム周波数の低下
は生じない。これは帯域１　／Ｎ　ｆｂ　ｍ　ａ　ｘの
伝送路Ｎ個を使用して伝送することから全伝送帯域幅は Ｎ　Ｘ　−ｆ　ｍａｘ＝　ｆｂｍａｘ ｂ と原信号を伝送するに必要な帯域幅を有していることか
ら明らかである。

発明の効果 以上、詳述したようにこの発明によれば、広帯域信号を
分割して複数の狭帯域信号として伝送でき、且つ複数の
狭帯域信号を合成して広帯域信号滲再生することが可能
であシ、例えばＶＴＲ等の広帯域信号を扱う機器に好適
な広帯域信号の複数分割伝送装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図はこの発明の詳細な説明するために示す
構成図、第３図は第２図のスペクトラム図、第４図は第
２図の各部のスペクトラム図、第５図、第６図はこの発
明に係わる広帯域信号の複数分割伝送装置の一実施例を
示すもので、第５図は送出装置の構成を示す図、第６図
は受信装置の構成を示す図、第７図は第５図、第６図の
各部の信号を示す図である、 ５１１〜５１４　　＋６１１〜６１４・・・サンプリン
グ回路、６２．６２・・・サンプリング信号発生器ｓ　
　５Ｊ　１　′Ｓ　Ｊ　４　　＋　６４・・・低域通過
フィルタ、５４１〜５４４・・・伝送路、６３・・・合
成回路。 出願人代理人　　弁理士　鈴　江　武　彦２５− ２２ 第１図 第２図 ９、（ｔ）　　　　　　ｑ、（ｔ） ｆｆｉａ、（！ｂ、（ｔ）！＋Ｃ１（、ｔ）第４図 ５．１″ゼ竺−７４、了°丁ゴ“　ｍ５ｏ。−第５図 第６図 ５４　、　　　　　　　６１＋　　　　　　　６３ｃ＋
（ｔ） リンブ゛ルフ゛　　　　　　　　　＆　　　　　６４１
ｃＬ”ｋ　　ｇ、（ｔ）　　　　囲路５４．１２　　　
　　　　　　　　　”″（“）口　　　　　ＬＰＦ ”〉７°りンフ゛　　　　　　　　　訃４″″”　　　
　　９２　（ｔ）　　　　　　　　口ゝ４３ イヨ迫□、　　　　　　　　　　　　　　サン７″りン
ク゛５４４　　　”３（ｔ）　　口釣　　ｔ）イ云道駈
　　　　　　　　　　　　　　　ガン７６１ノン７回路 ｔ）　　　　　　　　　　　　　　　ｃ４（ｔ）第７図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 原信号の最高周波数よシ高く位相がそれぞれ所定間隔離
   されたサンプリング信号を発生する手段と、同一広帯域
   原信号がそれぞれ供給され前記サンプリング信号で原信
   号をサンプリングする手段と、とのサンプリング出力信
   号をそれぞれ伝送する狭帯域伝送手段とから々る送出装
   置と、前記サンプリング信号発生手段と同期して同一の
   サンプリング信号を発生する手段と、このサンプリング
   信号が供給され前記個別の狭帯域伝送手段で送られた信
   号をサンプリングする手段と、このサンプリング出力信
   号を合成し前記広帯域原信号を再生する手段とからなる
   受信装置とを具備したことを特徴とする広帯域信号の複
   数分割伝送装置。