JPS5869145A - 広帯域信号のａ／ｄ／−ｄ／ａ変換装置 - 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】 本発明は、広帯域信号をデジタル信号伝送系を介して伝
送するためのＡ／Ｄ−Ｄ／Ａ変換装置に関する。

従来より、デジタルメモリ等のデジタル信号伝送系を利
用して信号の遅延処理、帯域圧縮、伸長処理等の各種信
号処理が行なわれている。そして、上記デジタル信号伝
送系を介して信号伝送を行なう場合には、入力アナログ
信号をデジタル信号に変換して上記伝送系に供給するア
ナログ・デジタル（Ａ、／Ｄ）変換器と、醇伝送系を介
して出力されるデジタル信号をアナログ信号に戻すデジ
タル・アナログ（Ｄ／Ａ）変換器とから成るＡ／Ｄ−Ｄ
／Ａ変換装置が用いられる。ところで、一般に、Ａ／Ｄ
変換器は、その動作周波数が高くなる程、Ｓ／Ｎが劣化
するため、高い周波数の信号を忠実にデジタル信号に変
換するのが困難である。また、デジタル信号伝送系で伝
送できるデータの量や伝送速度にも制限があり、高い周
波数信号成分まで含まれた広帯域信号を、直接Ａ／Ｄ変
換してデジタル伝送することはできない。

ところで、通常のビデオテープレコーダは、−般のビデ
オ信号の記録・再生に必要な８ＭＨｚ程度の帯域幅を有
しているに過ぎないので、例えば。

高解像画像再生用に帯域幅を２０ＭＨｚ程度まで広げた
広帯域ビデオ信号を直接記録再生することはできず、該
広帯域ビデオ信号に帯域圧縮処・理を施こしてから記録
を行なう必要がある。しかし、帯域幅が２０ＭＨｚのビ
デオ信号について、デジタル信号伝送系により帯域圧縮
処理を施こそうとす、ると、帯域幅が４０ＭＨ２で動作
クロック周波数が１００　ＭＨｚ程度のＡ／Ｄ変換器が
必要となり、従来より実用化されているＡ／Ｄ変換器で
は上述の如き広帯域ビデオ信号を取扱うことができない
。なお、従来より実用化されているビデオ信号の高速度
Ａ／Ｄ変換器は、２０　ＭＨｚ’め帯域幅で動作クロッ
ク周波数が３９ＭＨｚ程度のものが限界である。

そこで、本発明は、上述、の如き問題点に鑑み、広帯域
入力信号を高域周波数信号成分と低域周波数信号酸′分
とに帯域分割し、上記高域周波数信号成分を低域周波数
変換信号成分に周波数変換し、上記低域周波数信号成分
と低域周波数変換信号成分とをアナログ・デジタル（Ａ
ｌ１）変換してデジタル信号伝送系に供給するＡ／Ｄ変
換部と、上記デジタル信号伝送系を介して出力される各
デジタル信号成分をそれ、ぞれデジタル・アナログ（Ｄ
／Ａ）変換して低域周波数信号成分と低帯周波数変換信
号成分とを再生するとともに上記低域周波数変換信号成
分を周波数変換して高域周波数信号成分を再生し、上記
低域周波数信号成分と高域周波数成分とを信号合成して
出力するＤ／Ａ変換部とから成るとすることによって、
広帯域入力信号についてデジタル信号伝送系による信号
処理を可能にした新規な構成のＡｌ１−Ｄ／Ａ変換装置
を提供するものである。

以下、本発明について、一実施例を示す図面に従い詳細
に説明する。

第１図に示す実施例は、広帯域信号をデジタル化してデ
ジタルメモリに書込み、該デジタルメモリ゛の記憶内容
の読出・時間を可変することに任意の遅延量を広帯域信
号に与えるようにした遅延装装置に本発明を適用したも
のである。

この実施例において、信号入力端子１を通じてＡ／Ｄ変
換ブロック１０に供給される広帯域入力信号例えば高解
像度ビデオ信号の輝度信号ＹＩＮは、ローパスフィルタ
１１、第１のアナログ遅延回路１４および信号減算器１
５によって、高域輝度信号成分Ｙｌ（と低域輝度信号成
分ＹＬとに帯域分割される。すなわち、例えば第２（ｇ
４Ａに示すような広帯域帯幅ＦＢの入力輝度信号Ｙｅｎ
は、ローパスフィルタ１１を介して得られる第２図Ｂに
示すような低域周波数信号成分ＹＬが信号減算器１５に
て抜取られることによって、第２図Ｃに示すような高域
周波数成分Ｙｌ（と上記低域周波数信号成分ＹＬとに帯
域分割される。

そして、上記低域輝度信号成分ＹＬは、第２のアナログ
遅延回路１２を介して第１のＡ／Ｄ変−器１３に供給さ
れ、該Ａ／Ｄ変換器１３によりデジタル化されてメモリ
ブロック２０の第１のデジタルメモリ２１に書込まれる
。また、上記高域輝度信号成分Ｙｎは、第１の周波数変
換器１６により、その中心周波数ｆｈが低域周波数ハＬ
に周波数変換されてから第２のＡ／Ｄ変換器１８によっ
てデジタル化されてイモリブロック２０の第２のデジタ
ルメモリ２１に書込まれる。

ここで、上記第１の周波数変換器１６は、図示しない局
部発振器から周波数がｆｊなる局発信号が供給されてお
り、該局発信号によって上記高域輝度信号成分ＹＨを周
波数変換し、その両側波帯成分Ｙ　ＨＬ　、　ＹＨＨの
うち第２図りに実線にて示す下側波帯域ＹＨＬをバンド
パスフィルタ１７を介してＡ／Ｄ変換器１８に供給する
。なお、上記各Ａ／Ｄ変換器１３．１８および・デジタ
ルメモリ２１゜２２は、図示しないクロックジェネレー
タからの第１のクロック信号ＣＫｌに基いて動作する。

さらに、上記第２のアナログ遅延回路１２は、上記各Ａ
／Ｄ変換器１３．１８およびデジタルメモリ２１．２２
の動作タイミン′グを合せるために、上記低域輝度信号
成分ＹＬに遅延量を与える。

そして、メモ、リブロック２０では上記第１のデジタル
メモリ２１に書込まれた低域輝度信号成分ＹＬのデータ
および上記第２のデジタルメモリ２２に書込まれた低域
変換輝度信号成分ＹＨＬのデータが、図示しないクロッ
クジェネレータからの第２のクロック信号ＣＫ２に従っ
て読出される。このメモリブロック２０から読出される
各データは、Ｄ／Ａ変換ブロック３０に供給され、各Ｄ
／Ａ変換器３１，３４によりアナログ化される。第１の
Ｄ／Ａ変換器３１を介して得られる第２図Ｅに示す如き
遅延低域輝度信４成分ＹＬ’は、ローパスフィルタ３２
にてクロック信号の減漏成分等が除去された後、第３の
アナログ遅延回路３３を介して信号加算合成器３８にて
供給される。また、第２のＤ／Ａ変換器３４を介ンて得
られる第２図Ｆに示す如き遅延低域変換輝度信号成分Ｙ
ＨＬは、ローパスフィルタ３５を介して第２の周波数変
換器３６に供給される。この第２の周波数変換器３６は
、上記第１の周波数変換器１６に供給されているｆｊな
る周波数の局発信号が供給されており、該局発信号によ
り上記遅延低域変換輝度信号成分ＹＨＬを周波数変換し
、中心周波数ｆｈＬを元の周波数ｆｈ度倍信号ｏ’をバ
ンドパスフィルタ１９を介して上記信号加算合成器３８
に供給する。

そして、上記信号加算合成器３８は、遅延低域輝度信号
成分’Ｙ　Ｌ’と遅延高域輝度信号成分ＹＨ’とを加算
合成することにより、入力輝度信号ＹＩＮに対して遅延
量を有する出力輝度信号ＹＯＵＴを出力する。ここで、
上記出力輝度信号Ｙ　ＯＵＴに与えら、ワ７る遅延量は
、メモリブロック、２０の各デジタルメモＩＪ　８　、
１２における各データの記憶時間に依存するので各デー
タの読出し時間によって任意に設定することができる。

上述の如き構成の実施例において、Ａ／Ｄ変換ブロック
１０の各Ａ／Ｄ変換器１３，１８は、広帯域信号すなわ
ち入力輝度信号ＹｒＮを帯域分割した低域輝度信号成分
ＹＬと高域輝度信号成分ＹＨとにつ゛いてＡ／Ｄ変換を
行なうので、その動作帯域幅が狭いもので良い゛。また
、高域輝度信号成分ＹｏのＡ／Ｄ変換を受負う第２のＡ
／Ｄ変換器１８は、上記高域輝度信号成分Ｙ　Ｈを低域
周波数変換した信号成分Ｙｎ＋、についてＡ／Ｄ変換を
行なうので、該高域輝度信号成分ＹＨを直接Ａ／Ｄ変換
する場合に比較して、その動作周波数を低くすることが
でき、在来のＡ／Ｄ変換器にてサンプリング定理を満す
Ａ／Ｄ変換動作を行なうことができる。

上述の実施例の説明から明らかなように、広帯域信号を
デジタル化して信号処理を行う場合には、Ａ／Ｄ変換ブ
ロックにおいて該広帯域信号を帯域分割し、その高域成
分を低域周波数変換してからＡ／Ｄ変換することにより
、Ａ／Ｉｌｑ変換器の動作周波数範囲を狭（することが
できるとともに動作周波数も低くすることができる。ま
た、このようにしてデジタル化した信号を取扱うデジタ
ル信号伝送系についても、その動作周波数範囲が狭く、
且つ動作周波数も低いもので良い。そして、上記信号伝
送系により信号処理を施こしたデジタル信号をＤ／Ａ変
換ブロックにてアナログ化するとともに上記低域周波数
変換に対応する高域周波数変換を行なってから、アナロ
グ的に信号合成を行なうことにより、広帯域信号を正常
に再生することができる。

次に、第３図および第４図に示す実施例は、上述の如き
動作原理に基いた本発明に係るＡ／Ｄ−Ｄ／Ａ変換装置
を利用して、広帯域のビデオ信号の記録再生を行なう高
解度ビデオテープレコーダを構成したものである。

第３図はビデオテープレコーダの記録系回路を示すブロ
ック図であり、高解像度ビデオ信号の輝度信号事）が入
力端子１０１を通じてＡ／Ｄ変換ブロック１１０に供給
され、該Ａ／Ｄ変換ブロック１１０にてデジタル信号に
変換されてメモリ１２０に書込まれる。上記Ａ／Ｄ変換
ブロック１１０では、ローパスフィルタ１１１により上
記輝度ｆｌＹ（ｎｌ中の低域輝度信号成分ＹＬ（ｎ）を
抜き取り、第１のＡ／Ｄ変換器１１３にて上記低域輝度
信号成分Ｙ”Ｌ（ｎ）をデジタル化するとともに、信号
減算器１１５にて上記輝度信号Ｙ（ｎ）について上記低
域輝度信号成分ＹＬ（ｎ）を減算合成することによって
高域輝度信号成分Ｙｌ（（ｎ）を得て、該高域輝度信号
成分Ｙ）（ｎ）について周波数変換器１１６により低域
周波数変換ヲ行なってバンドパスフィルター１７４を介
して得られる低域変換輝度信号成分ＹＨＬ（ｎ）につい
て第２のＡ／Ｄ変換器１１８にてデジタル化する。すな
わち、上記Ａ／Ｄ変換ブロック１１０では、上記輝度信
号Ｙ（ｎ）について、低域輝度信号成分ＹＬ（ｎ）と高
域輝度信号成分ＹＨ（ｎ）とに帯域分割するとともに、
上記高域輝度信号成分Ｙｎ（Ｊ７）中心周波数を低域周
波数に周波数変換してから、各信号成分ＹＬ（ｎ）。

ＹＨＬ（ｎ）のＡ／Ｄ変換を行な′う。なお、上記Ａ／
Ｄ変換ブロック１１０における゛各アナログ遅延回路１
１２．１１４は、各信号成分Ｙｑｎ）　、　Ｙｒ（Ｌ（
ｎ）の時間的なズレを合せる働きをする。

上記Ａ／Ｄ変換ブロック１１０にてデジタル化された輝
度信号は、メモリー２０に書込まれ、該メモリー２０か
ら書込み時の−の速度で読出されることにより帯域圧縮
処理が施こされる。ここで、■水平期間分の各輝度信号
をＹ、（ｎ＝ｊ、２゜・・・）にて示すとすると、第５
図Ａにて示される輝度信号Ｙ（ｎ）は、それぞれ低域輝
度信号成分ＹＬ（ｎ）と低域変換輝度信号成分ＹＨＬ（
ｎ）とに分けられた状態で第５図Ｂに示すようにメモリ
ー２０に書込まれている。そして、上記メモリー２０か
らスイッチ回路１２５を介して第５図Ｃに示すように信
号且つ書込みの−の速度にて読出される。上記スイッチ
回路１２５を介してメモリー２０から読出さは、それぞ
れＤ／Ａ変換器１３１Ａ、１３１０゜１３４Ａ、１３４
Ｂによりアナログ化される。なお、各Ｄ／Ａ変換器１３
１Ａ、１３１Ｂ、１３４Ａ、１３４Ｂにおけるクロック
信号の漏洩成分は、それぞれローパスフィルター３２Ａ
、１３２Ｂ。

１３５Ａ、１３５Ｂにより除去される。そして、各低域
変換輝度信号成分ＹＨＬ（２ｎ−１）　、　ＹＨＬ（２
ｎ）は、それぞれ周波数変換器１３６Ａ、１３６Ｂによ
って上記Ａ／Ｄ変換ブロック１１０における低域周波数
変換に対応する高域周波数変換処理が施こされる。ここ
で、この実施例では、上記メモリー２０からの読出しの
速度を−にて帯域圧縮処理が施こされているので、上記
各周波数変換器１３６Ａ。

１３６Ｂに供給する局発信号の周波数も、上記Ａ／Ｄ変
換ブロック１１０の周波数変換器１１６に供給した局発
信号の周波数ｆｊのｉにされる。

すなわち、基準発振器１５０から出力されるｆＪなる周
波数の局発信号が７周波数逓降器１５１により周波数逓
降され、移相器１５２を介して位相合せされて各周波数
変換器１３６Ａ、１３６Ｂに供給されている。

さらに、上記各周波数変換器１３６Ａ、１３６Ｂにて高
域周波数変換された各高域輝度信号成分ＹＨ（２ｎ−１
）　、　Ｙ）＋（２ｎ）は、バンドパスフィルター３７
Ａ、１３７Ｂを介して信号加算器１３８Ａ、１３８Ｂに
供給され、該信号加算器１３８Ａ、　１３８Ｂにて対応
する低域輝度信号成分ＹＬ　（２ｎ−１）　、　Ｙｒ。

（２ｎ）と加算合成される。なお、上記信号加算器１３
８Ａ、１３８Ｂには、各低域輝度信号成分ＹＬ（２ｎ−
１）　、　Ｙｒ、　（２ｎ）がアナログ遅延回路１３３
Ａ、１３３Ｂを介して供給されており、各高域輝度信号
成分Ｙｏ　（２ｎ−１）　、　Ｙｏ　（２ｎ）との時間
合せが行なわれている。

そして、上記各信号加算器１３８Ａ、１３８Ｂからは、
第５図真に示すように、入力輝度信号Ｙｎに帯域圧縮処
理を施こした信号Ｙｎを順次に分配配列した２チャンネ
ル信号Ｙ（２ｎ−１）、　Ｙ（２ｎ）が得られる。この
２チャンネル信号Ｙ（２ｎ−１）　、　Ｙ（２，）がＦ
Ｍ変調器１４１Ａ、１４１ＢにてＦＭ信号にされ、記録
増幅器１４２Ａ、１４２Ｂを介して各磁気ヘッド１４３
Ａ、１４３Ｂに供給され、磁気テープ１４５に磁気記録
される。

次に、第４図は再生系回路を示すブロック図でかう あり、磁気テープ１４１各磁気へラド２４３Ａ。

２４３Ｂにより再生される２チヤンネルのＦＭ信号は、
再生増幅器２４４Ａ、２４４Ｂから振幅制限器２４５Ａ
、２４５Ｂを介してＦＭ復調器２４６Ａ、２４６Ｂに供
給され復調される。上記ＦＭ復調器２４６Ａ、２４６Ｂ
からの復調出力信号は、第６図Ａに示すように、帯域圧
縮された２チャンネル信号Ｙ（２ｎ−ｔ、）　、　Ｙ（
２ｎ）であるから、それぞれＡ／Ｄ変換器２４７Ａ、２
４７Ｂにてデジタル化してメモリ２５０に書込み、書込
み時の２倍の速度で該メモリ２５０の読出しを行なうこ
とにより帯域伸長処理が行なわれる。そして、上記メモ
リ２５０から読出される帯域伸長された２チヤンネル信
号Ｙ（２ｎ−１）　、　Ｙ（２，）をスイッチ回路２６
０を介して第６図Ｂに示すように交互にＤ／Ａ変換器２
７０に供給し、該Ｄ／Ａ変換器２７０にてアナログ化し
た第６図Ｃに示す如き１チヤンネルの再生輝度信号Ｙ、
を得る。なお、上記各Ａ／Ｄ変換器２４７Ａ、２４７８
１メモリ２５０は、ＦＭ復調器２４６Ａ、２４６Ｂから
の復調出力信号中に含まれている再生同期信号および図
示しない基準信号発生器からの基準同期信号に基いて、
クロック信号発生器２８０にて形成されるクロック信号
により動作するようになっている。

この実施例のように本発明を適用して構成したビデオテ
ープレコーダにおいては、広帯域の輝度信号Ｙｎについ
てデジタル的な信号処理（この実施例では帯域圧縮処理
）を施こして磁気記録して記録再生を忠実に行なうこと
ができる。そして、のＡ／Ｄ変換ブロックでは、広帯域
の輝度信号を帯域分割するとともに、低域周波数変換し
てからデジタル化しているので、低速なりロック信号に
てＡ／Ｄ変換動作を行なうことができる。また、上記Ａ
／Ｄ変換ブロックにてデジタル化したデータについてデ
ジタル化に信号処理を施こすためのメモリも低速クロッ
ク信号にて働かせることができる。なお、再生系回路に
おけるデジタル的な信号処理では、上記記録系回路にて
帯域圧縮された輝度信号をさらに２チャンネル信号に配
列して記録しであるので、その動作クロック周波数も低
くなっている。すなわち、ビデオテープレコーダ全体が
低速クロック周波数にてデジタル的に信号処理を行ない
得る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を適用して構成した広帯域信号の遅延装
置の一実施例を示すブロック図である。 第２図は上記実施例の動作を説明するための周波数分布
図である。 第３図ないし第６図は本発明を適用して構成したビデオ
テープレコーダの一実施例を示す図面であり、第３図は
記録系回路の構成を示すブロック図、第４図は再生系回
路の構成を示すブロック図、第５図は上記記録系回路の
動作を説明するためのタイムチャート、第６図は上記再
生系回路の動作を説明するためのタイムチャートである
。 １．１０１・・・広帯域入力信号ＹＩＮ　、　Ｙ（−）
の入力端子１０．１１０・・・Ａ／Ｄ変換ブロック１ｉ
、ｉｉｌ・・・帯域分割用のローパスフィルタ１３．１
１３・・・Ａ／Ｄ変換器 １５．１１５・・・帯域分割用の信号減算器１６．１１
６・・・低域周波数変換用の周波数変換器２０．１２０
・・・デジタル信号処理用のメモリブロック ２１．２２・・・・・・デジタルメモリ３０．１３０・
・・Ｄ／Ａ変換ブロック３１．３４．１３１Ａ、１３１
Ｂ、１３４Ａ。 １３４Ｂ・・・・・・・・・Ｄ／Ａ変換器３６．１３６
Ａ、１３６Ｂ・・・高域周波数変換用の周波数変換器 ３８．１３８Ａ、１３８Ｂ・・・信号加算器特許出願人
　ソニー株式会社 代理人　弁理士　小　池　　晃 同　　　　１）　村　　榮　　−

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 広帯域入力信号を高域周波数信号成分と低域周波数信号
   成分とに帯域分割し、上記高域周波数信号成分を低域周
   波数変換信号成分に周波数変換し、上記低域周波数信号
   成分と低域周波数変換信号成分とをアナログ・デジタル
   （Ａ／Ｄ）変換してデジタル信号伝送系に供給するＡ／
   Ｄ変換部と、上記デジタル信号伝送系を介して出力され
   る各デジタル信号成分をそれぞれデジタル・アナログ（
   Ｄ／Ａ）変換して低域周波数信号成分と低域周波数変換
   信号成分とを再生するとともに上記低域周波数変換信号
   成分を周波数変換して高域周波数信号成分を再生し、上
   記低域周波数信号成分と高域周波数成分とを信号合成し
   て出力するＤ／Ａ変換部とから成る広帯域信号のＡ／Ｄ
   ”−Ｄ／Ａ変換装置。