JP3009025U - 送信装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 アナログ信号とディジタル信号とを多重化
し、伝送路の空きチャンネルの効率的な活用を図る。 【構成】 第１変調器１０でディジタル信号を周波数直
接変位法を用いて変調する。また、第２変調器２０で第
１変調器１０の出力信号をアナログ信号により振幅変調
する。第１変調器１０の出力信号のエネルギーはバンド
の両端に集中している。第２変調器２０の出力信号中の
アナログ信号成分は、搬送波の周波数を挟むバンドの中
心部分にエネルギーが分布する。従って、両者を容易に
分離して復調することができる。ディジタル信号を９６
００ｂｐｓのものにし、アナログ信号を音声データとす
れば、転送スピードの速いディジタル信号と十分な明瞭
度の音声信号とを多重化して送信できる。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、伝送路上にディジタル信号とアナログ信号とを多重化して送信する 送信装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】

通信回線その他の伝送路を有効に活用するために、信号の多重化が行われる。 図２に、一般のＣＡＴＶシステム例結線図を示す。 この図は、ＣＡＴＶシステムの線路構成例を示したもので、アンテナ１に接続 されたヘッドエンド２には同軸ケーブルや光ファイバケーブルから成る伝送路３ が接続されている。この伝送路３には中継アンプ４や分配器５が挿入されており 、分配器５に端末となるテレビジョン等が接続される。

【０００３】 上記のようなＣＡＴＶシステムでは、アンテナ１で受信されたテレビジョン信 号がヘッドエンド２を介して各分配器５に伝送され、各戸のテレビジョンに配信 される。 ここで、このようなシステムに使用されている伝送路３をより有効に活用する ために、空きチャンネルを利用してデータや音声等を送信することが試みられて いる。

【０００４】 図３に、空きチャンネルの説明図を示す。 この図に示すように、テレビジョン信号は６ＭＨｚごとに１チャンネルが区切 られており、例えば４チャンネルと６チャンネルが放送に使用されている場合、 混信を防止するため５チャンネルが空きチャンネルとなる。このような空きチャ ンネルに適当な幅のバンドを割り当て、このバンドを利用して各種の信号送受信 を行うことができる。その送信器はヘッドエンド２や端末であるテレビジョン６ の側に設けられる。

【０００５】

【考案が解決しようとする課題】

ところで、上記のような従来のシステムでは、限られた空きチャンネルにそれ ぞれディジタルデータや音声信号をそのまま割り当てると、相互干渉を防ぐため に伝送可能な信号数が限定される。 本考案はこのような要求に応えるためになされたもので、多重化によって伝送 容量を増やし、伝送路の効率的な活用を図った送信装置を提供することを目的と するものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】

本考案の送信装置は、伝送路上に割り当てられたバンド幅をＷ、搬送波の周波 数をＦ、送信すべきディジタル信号の転送スピードをｆｄ、送信すべきアナログ 信号の高域遮断周波数をｆａとしたとき、ｆｄをＷ＞２ｆｄの範囲に設定して、 前記ディジタル信号により前記搬送波を周波数直接変位法で変調する第１変調器 と、ｆａをｆｄ以下に設定して、前記アナログ信号により第１変調器の出力を振 幅変調する第２変調器と、前記第２変調器の出力を前記伝送路へ送り出す送信器 を備えたことを特徴とするものである。

【０００７】

【作用】

この装置は、第１変調器でディジタル信号を周波数直接変位法を用いて変調す る。また、第２変調器で第１変調器の出力信号をアナログ信号により振幅変調す る。第１変調器の出力信号のエネルギーはバンドの両端に集中している。第２変 調器の出力信号中のアナログ信号成分は、搬送波の周波数を挟むバンドの中心部 分にエネルギーが分布する。従って、両者を容易に分離して復調することができ る。ディジタル信号を９６００ｂｐｓのものにし、アナログ信号を音声データと すれば、転送スピードの速いディジタル信号と十分な明瞭度の音声信号とを多重 化して送信できる。

【０００８】

【実施例】

以下、本考案を図の実施例を用いて詳細に説明する。 図１は、本考案の送信装置実施例を示すブロック図である。 この装置は、第１変調器１０と第２変調器２０とを備え、第１変調器１０はデ ィジタル信号源３１の出力を受け入れ、第２変調器２０は音声信号源３２の出力 を受け入れる構成となっている。第１変調器１０は電圧制御発振器（ＶＣＯ）１ １と、ローパスフィルタ（ＬＰＦ）１２と、位相比較器（ＰＬＬ）１３と、チャ ンネルセレクタ１４とを備えている。また、第２変調器２０は振幅変調器（ＡＭ −ＭＯＤ）２１と、ローパスフィルタ（ＬＰＦ）２２と、自動利得制御器２３と ゲートスイッチ２４から構成されている。ディジタル信号源は、例えばコンピュ ータ間で送受信される各種のデータとし、その転送スピードは、この実施例では 例えば９６００ｂｐｓ（ビット／秒）に選定する。

【０００９】 音声信号源３２は、電話機の送話器やマイクから構成される。ディジタル信号 源３１の出力はローパスフィルタ１２の出力と共に電圧制御発振器１１に入力す るよう構成されている。また、音声信号源３２の出力は、第２変調器２０の自動 利得制御器２３に入力するよう構成されている。 なお、第１変調器１０の出力は第２変調器２０の振幅変調器２１に入力し、こ の振幅変調器２１の出力は送信器４０に向け送り出される構成となっている。送 信器４０は、ＣＡＴＶ等に設けられた伝送路３に対し第２変調器２０の出力を送 り出す回路から構成される。

【００１０】 第１変調器１０に設けられたチャンネルセレクタ１４は搬送波の周波数を選択 するための回路である。例えば、この実施例では、ディジタル信号と音声信号と を多重化して送り出すための複数のバンド幅をそれぞれ２０〜３０ＫＨｚ程度に 選定する。従って、このいずれかのバンドの中心周波数をこのチャンネルセレク タ１４により選択する。ローパスフィルタ１２と位相比較器１３とはフェイズ・ ロックド・ループを構成する。これによって、電圧制御発振器１１が正確に設定 された搬送波を変調し送信するよう制御する。ディジタル信号源３１からディジ タル信号が入力した場合、この第１変調器１０は、いわゆるＦＳＫ（フリークエ ンシー・シフト・キーイング）変調器として動作する。即ち、例えばＲＴＴＹ（ 印刷電信符号）の送信等に広く使用されているディジタル信号のマークとスペー スにおいて、発振器の周波数を直接変位させる変調方式を採用する。

【００１１】 一方、第２変調器２０のゲートスイッチ２４は音声信号源３２からの入力信号 を自動利得制御器２３によって適切なレベルの音声信号とし、ローパスフィルタ ２２に送り込む。このローパスフィルタ２２は、音声信号の高域遮断周波数ｆａ を設定する。これは後で説明するように、例えば３ＫＨｚとする。振幅変調器２ １は、ローパスフィルタ２２から受け入れた音声信号により第１変調器１０の出 力を振幅変調する。そして、その変調信号が送信器４０に送り込まれる。

【００１２】 図４に、本考案の送信装置の出力信号スペクトル説明図を示す。 このグラフの縦軸は振幅、横軸は周波数を表している。 図に示すように、例えば第１変調器１０において、電圧制御発振器１１が生成 する搬送波の周波数をＦとする。ここで、ディジタル信号源３１から受け入れら れたディジタル信号によってこの搬送波をＦＳＫ変調するが、この場合のディジ タル信号源の転送スピードはｆｄとする。その場合に、ＦＳＫ変調信号は大部分 が周波数Ｆ＋ｆｄとＦ−ｆｄの周波数の近傍に集中する。即ち、搬送波Ｆを挟ん でその上側と下側に周波数ｆｄだけ離れた場所に信号エネルギーを集中させる。

【００１３】 例えば、ディジタルデータの転送スピードを９６００ｂｐｓとすれば、これを 周波数に直すと４．８ＫＨｚとなる。従って、変調信号はＦ＋４．８ＫＨｚとＦ −４．８ＫＨｚの付近に集中する。 一方、第２変調器における音声信号は、その高域遮断周波数を３ＫＨｚ程度に 選定したため、この図に示すように信号エネルギーが搬送波の周波数Ｆを中心に 上下±ｆａの範囲に集中する。

【００１４】 上記のように、本考案においてはディジタル信号をＦＳＫ変調した場合に、搬 送波の周波数Ｆを中心として一定の範囲に振幅変調した信号を挟み込む余地を残 し、ディジタル信号とアナログ信号との多重化を図っている。 なお、このアナログ信号が音声信号である場合に、その帯域の妥当性を説明す る。

【００１５】 図５は、音声信号の明瞭度説明図を示す。 図５（ａ）は、縦軸に音圧レベルを単位ｄｂで表し、横軸に周波数をとった。 この横軸は１００Ｈｚ〜７０００Ｈｚの音声周波数を対数目盛りで表した。 この図に示すように、唇から１ｍ程度の距離で音声信号を受けた場合、耳の最 小可聴値は下側の破線のようになる。音声の平均勢力スペクトルとは上側の実線 のようになる。

【００１６】 また、（ｂ）には、縦軸に明瞭度をパーセントで、横軸に音声信号の周波数を 単位［ＫＨｚ］で表した。実線に示すのは高域遮断周波数を表し、破線に示すの は低域遮断周波数を表す。即ち、例えば高域遮断周波数を３ＫＨｚに設定すると 、明瞭度は８０パーセント程度を十分に越える値となる。従って、音声信号の了 解度は１００パーセントと考えられる。このことから、音声信号を高域遮断周波 数３ＫＨｚのバンドパスフィルタを介して取り出し送信したとしても、受信側で 十分その内容を認識できる。

【００１７】 これによって、図４に示すようなディジタル信号とアナログ信号のエネルギー 分布をそれぞれ互いに重複しない周波数帯域に配置し、信号の多重化を行うこと が可能になる。 なお、明瞭度は７５パーセント以上あれば十分に音声の認識が可能であること から、音声信号の高域遮断周波数は２５００ＫＨｚ程度に設定することも可能で ある。

【００１８】 図６に、本考案の実施に適する受信器ブロック図を示す。 上記のような送信器によって送信された信号は、この図に示すような受信器に よって受信され再生される。 図６において、この装置は、受信器５１、バンドパスフィルタ５２、混合器５ ３、局部発振器５４、位相比較器（ＰＬＬ）５５、チャンネルセレクタ５６、バ ンドパスフィルタ（ＢＰＦ）５７、混合器５８、局部発振器５９、バンドパスフ ィルタ（ＢＰＦ）６０、ＦＭ検波器６１、波形整形器６２、データ処理器６３、 ＡＭ検波器６４、音声信号抽出フィルタ６５及びスピーカ６６から構成される。

【００１９】 受信器５１により伝送路３を通じて信号が受信されると、バンドパスフィルタ ５２によって該当する帯域の信号が取り出される。具体的には、バンド幅Ｗを２ ０ＫＨｚに選定した場合には、このバンドパスフィルタ５２を２０ＫＨｚの通過 帯域に選定する。このバンドパスフィルタ５２の出力は混合器５３に入力する。 チャンネルセレクタ５６は搬送波の周波数に応じたチャンネルを選定し、位相比 較器５５と局部発振器５４とでＰＬＬ回路を構成し、混合器５３において中間周 波１０．７ＭＨｚの信号に変換する。バンドパスフィルタ５７はこの１０．７Ｍ Ｈｚ帯の信号を通過させる。混合器５８は局部発振器５９の出力する１０．２４ ５ＭＨｚの信号を受け入れ、中間周波４５５ＫＨｚの信号を出力する。バンドパ スフィルタ６０はこの信号を通過させるためのフィルタである。バンドパスフィ ルタ６０の出力はＦＭ検波器６１とＡＭ検波器６４に入力する。ＦＭ検波器６１ においては通常のＦＭ検波が行われ、波形整形器６２によって整形されると送信 側で変調されたディジタル信号が復元され、これがデータ処理器６３に入力して 一定の処理を施される。 また、ＡＭ検波器６４においては入力信号がＡＭ検波され、ここで音声信号抽 出フィルタ６５を用いて不要波を除去し、音声信号を得る。この音声信号はスピ ーカ６６から出力される。

【００２０】 上記のような受信装置によれば、ディジタル信号と音声信号とは周波数スペク トルから見てエネルギー分布が十分分かれているため、容易に分離し復調するこ とができる。なお、音声からデータへの影響に着目すると、ディジタルデータの 変復調方式はＦＭ方式であって、たとえＡＭ成分が混入していても４０ｄｂ程度 の抑圧が可能である。従って、送信器側で第２変調器を用いて３０〜５０パーセ ント程度の振幅変調が加えられたとしても技術的に雑音を除去し明瞭に復調が可 能である。従って、ディジタルデータを受信後、その受信エラーの発生は殆どな い。

【００２１】 また、データから音声への影響に着目すると、データの転送スピードを９６０ ０ｂｐｓと比較的高い速度に設定し、その隙間に音声信号エネルギーを挿入しよ うという方式となるため、一般に混信を起こし易くなる。従って、音声信号の高 域遮断周波数はディジタル信号と重なることがないように、本考案では、高域遮 断周波数ｆａをディジタル信号の転送スピードｆｄ以下に設定して分離度を高め ている。なお、受信側では音声信号抽出フィルタ６５を用いて分離度を上げるこ とによってＳ／Ｎ比４０ｄｂ程度が確保できる。

【００２２】 なお、図４に示すように、バンド幅Ｗを伝送路上に割り当てた場合、ディジタ ル信号の転送スピードｆｄを次の式の範囲に設定する。 Ｗ＞２ｆｄ この場合に、２ｆｄはＦＳＫ変調信号がバンドの外側にはみ出さない限り、十 分バンド幅Ｗに近い値に選定する。これによって、ＡＭ変調信号の高域遮断周波 数を比較的高くとることができ、アナログ信号の歪を減少させることができる。

【００２３】 本考案は、上記のようにＣＡＴＶシステムの空きチャンネルを有効に利用して 信号送受信の多重化を図る点で大きな効果があるが、各種の伝送路における利用 も可能である。 また、音声の品質を更に向上させようとすれば、音声信号の搬送周波数をディ ジタル信号の搬送周波数に対し４分の１波長だけシフトさせた副搬送波を使用す ればよい。この場合には、９０度移相器、同期発振器等を送信側に追加すればよ い。

【００２４】

【考案の効果】

以上説明した本考案の送信装置は、伝送路上に割り当てられたバンド幅をＷ、 搬送波の周波数をＦ、送信すべきディジタル信号の転送スピードをｆｄ、送信す べきアナログ信号の高域遮断周波数をｆａとしたとき、ｆｄをＷ＞２ｆｄの範囲 に設定して、前記ディジタル信号により前記搬送波を周波数直接変位法で変調す る第１変調器と、ｆａをｆｄ以下に設定して、前記アナログ信号により第１変調 器の出力を振幅変調する第２変調器と、前記第２変調器の出力を前記伝送路へ送 り出す送信器を備えたので、ディジタル信号とアナログ信号とを容易に分離可能 に多重化できる。これにより、割り当てられたバンド幅が比較的狭い場合におい ても、ディジタル信号を高速転送し、これに例えば十分明瞭に認識できる音声信 号を多重化することが可能になる。しかも、ディジタル信号とアナログ信号との 相互干渉を十分に低く抑えることができ、回路構成も簡素化でき、低いコストで 送信装置や受信装置を構成できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の送信装置実施例を示すブロック図であ
る。

【図２】ＣＡＴＶシステム例結線図である。

【図３】空きチャンネルの説明図である。

【図４】本考案の送信装置の出力信号スペクトルを示す
グラフである。

【図５】音声信号の明瞭度を説明するグラフである。

【図６】本考案の実施に適する受信装置ブロック図であ
る。

【符号の説明】

３ 伝送路 １０ 第１変調器 ２０ 第２変調器 ３１ ディジタル信号源 ３２ 音声信号（アナログ信号）源 ４０ 送信器

Claims (3)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 伝送路上に割り当てられたバンド幅を
   Ｗ、搬送波の周波数をＦ、送信すべきディジタル信号の
   転送スピードをｆｄ、送信すべきアナログ信号の高域遮
   断周波数をｆａとしたとき、 ｆｄをＷ＞２ｆｄの範囲に設定して、前記ディジタル信
   号により前記搬送波を周波数直接変位法で変調する第１
   変調器と、 ｆａをｆｄ以下に設定して、前記アナログ信号により第
   １変調器の出力を振幅変調する第２変調器と、 前記第２変調器の出力を前記伝送路へ送り出す送信器を
   備えたことを特徴とする送信装置。
2. 【請求項２】 伝送路はＣＡＴＶシステムから成り、 ディジタル信号は空きチャンネルを利用して伝送される
   データから成り、 アナログ信号は同じく空きチャンネルを利用して伝送さ
   れる音声信号から成ることを特徴とする請求項１記載の
   送信装置。
3. 【請求項３】 第２変調器は、第１変調器の処理する搬
   送波に対して４分の１波長シフトさせた副搬送波をアナ
   ログ信号により振幅変調することを特徴とする請求項１
   記載の送信装置。