(57)【要約】【課題】信号損失の変動を抑える。【解決手段】信号レベル検出部１３は、通信ケーブル２を介して伝達される過程で信号損失が生じる入力信号のレベルを検出し、結果を切替制御部１４に通知する。切替制御部１４は、信号レベル変換部１１から、検出された入力信号を一定レベル範囲内の信号レベルに変換するためのレベル変換器を選択する。そして、切替部１２を制御し、選択されたレベル変換器を入力信号伝達経路に接続する。これにより、入力信号は、信号伝達経路に接続されるレベル変換器によって信号レベルが変換され、最終的に一定レベル範囲内の信号レベルの変換出力信号が生成される。【選択図】図１
2008029000.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
通信ケーブルを介して伝達される入力信号の信号レベル変動を一定レベル範囲内に抑えるようにゲインを制御するゲイン制御回路において、
所定のゲインで信号を増幅または減衰する複数のレベル変換器を有し、前記通信ケーブルを介して伝達される過程で信号損失が生じる入力信号を取り込み、前記複数のレベル変換器によって前記入力信号の信号レベルを変換する信号レベル変換部と、
前記レベル変換器を前記入力信号の信号レベル変換に利用するか否かを切り替える切替部と、
前記入力信号の信号レベルを検出する信号レベル検出部と、
前記信号レベル検出部によって検出された前記入力信号の信号レベルに基づいて、前記入力信号の信号レベルを一定レベル範囲内に変換する前記レベル変換器を選択し、選択された前記レベル変換器が前記入力信号の信号レベル変換を行うように前記切替部を制御する切替制御部と、
を有することを特徴とするゲイン制御回路。
【請求項２】
前記信号レベル変換部は、それぞれ異なるゲインが設定され、前記入力信号を設定された前記ゲインに応じて変換出力する複数の増幅器で構成され、
前記切替部は前記複数の増幅器に対応して配置され、前記増幅器の変換出力を前記出力信号として出力するか否かを切り替える複数の切替回路で構成される、
ことを特徴とする請求項１記載のゲイン制御回路。
【請求項３】
前記増幅器には、前記入力信号の信号レベル範囲を分割した所定の信号レベル領域がそれぞれ割り当てられ、前記増幅器ごとに、割り当てられた前記信号レベル領域の入力信号を前記一定レベル範囲内に変換するゲインが設定される、ことを特徴とする請求項２記載のゲイン制御回路。
【請求項４】
前記信号レベル変換部の前記増幅器は、前記入力信号に対し、並列に配置される、ことを特徴とする請求項２記載のゲイン制御回路。
【請求項５】
前記信号レベル変換部は、前記複数のレベル変換器が従属接続され、
前記切替部は、前記複数のレベル変換器に対応して配置され、前記レベル変換器を前記入力信号の伝達経路に接続するか否かを切り替える複数の切替回路で構成される、
ことを特徴とする請求項１記載のゲイン制御回路。
【請求項６】
前記信号レベル変換部は、前記入力信号に対し、初段の前記レベル変換器のみが１台で構成され他の前記レベル変換器が前記初段のレベル変換器に従属接続される、ことを特徴とする請求項５記載のゲイン制御回路。
【請求項７】
前記信号レベル変換部は、前記入力信号の信号レベル範囲を分割した所定の信号レベル領域ごとに、前記所定の信号レベル領域の入力信号を前記一定レベル範囲内に変換する前記レベル変換器の組み合わせが対応付けられてり、
前記切替制御部は、検出された前記入力信号の信号レベルの属する前記信号レベル範囲を特定し、前記信号レベル範囲に対応する前記レベル変換器の組み合わせを選択する、
ことを特徴とする請求項５記載のゲイン制御回路。
【請求項８】
前記レベル変換部は、従属接続した所定のゲインを有する増幅器に加え、
所定の分圧抵抗を有する抵抗減衰器と、
前記分圧抵抗の一方に接続して前記抵抗減衰器の動作をオン・オフさせるバッファと、
を有し、前記増幅器のオン・オフに応じて設定されるゲイン値の種類に加え、前記抵抗減衰器のオフ・オンによる２種類のゲイン値が選択できることを特徴とする請求項５記載のゲイン制御回路。
【請求項９】
前記ゲイン制御回路は、さらに、前記切替制御部と前記切替部との間に接続され、前記切替部の切替状態保持を制御する保持制御信号に応じて、前記切替制御部から出力される切替制御信号を前記切替部に伝達するか否かを制御し、前記保持制御信号が保持を指示するときは前記切替部の切替状態をそのままの状態に保持させるホールド部、
を具備することを特徴とする請求項１記載のゲイン制御回路。
【請求項１０】
前記ホールド部は、
前記切替部を構成する個々の切替回路を作動させる制御信号を生成する双安定マルチバイブレータと、
前記切替制御部から出力される前記切替制御信号に応じて前記双安定マルチバイブレータを作動させ、前記制御信号を変化させるドライブ回路と、
前記保持制御信号に応じて前記ドライブ回路をオン・オフする回路と、
を有することを特徴とする請求項９記載のゲイン制御回路。
【請求項１１】
前記信号レベル変換部は、前記入力信号の信号レベル範囲を分割した所定の信号レベル領域の入力信号を前記一定レベル範囲内に変換するため、分割された入力信号レベル領域ごとに、前記一定レベル範囲よりも高い信号レベルの前記入力信号レベル領域に対しては信号レベルを前記一定レベル範囲内に減衰させるゲインを設定し、前記一定レベル範囲よりも低い信号レベルの前記入力信号レベル領域に対しては信号レベルを前記一定レベル範囲内に増幅するゲインを設定する、ことを特徴とする請求項１記載のゲイン制御回路。
【請求項１２】
前記信号レベル変換部は、前記入力信号の信号レベル範囲を分割した所定の信号レベル領域が、隣り合う前記信号レベル領域が重なり合うオーバーラップ分を有して設定される、ことを特徴とする請求項１１記載のゲイン制御回路。
【請求項１３】
前記ゲイン制御回路は、前記通信ケーブルを介して接続し、双方向通信を行う撮像装置と制御装置において、前記通信ケーブルを介して入力される受信信号の信号レベル変換に適用され、前記通信ケーブルの減衰特性に応じた信号レベル変動量で入力される前記受信信号の信号レベル範囲を、所定の出力信号レベル範囲に圧縮する、
ことを特徴とする請求項１記載のゲイン制御回路。
【請求項１４】
前記ゲイン制御回路は、送信データにＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency Division Multiplex：直交周波数分割多重）変調を施したＯＦＤＭ信号によって前記双方向通信を行う前記撮像装置及び前記制御装置に適用され、ＯＦＤＭ入力信号を検波し、検波された前記ＯＦＤＭ入力信号の信号レベルを検出し、前記ＯＦＤＭ入力信号の信号レベル変動を圧縮する、
ことを特徴とする請求項１３記載のゲイン制御回路。
【請求項１５】
通信ケーブルを介して制御装置に接続して双方向通信を行って、映像素材信号に対するリターン信号を変調した変調リターン信号を前記制御装置から受信して動作する撮像装置において、
所定のゲインで信号を増幅または減衰する複数のレベル変換器を有し、前記通信ケーブルを介して伝達される過程で信号損失が生じる前記変調リターン信号を取り込み、前記複数のレベル変換器によって前記変調リターン信号の信号レベルを変換する信号レベル変換部と、
前記レベル変換器を前記変調リターン信号の信号レベル変換に利用するか否かを切り替える切替部と、
前記変調リターン信号の信号レベルを検出する信号レベル検出部と、
前記信号レベル検出部によって検出された前記変調リターン信号の信号レベルに基づいて、前記変調リターン信号の信号レベルを一定レベル範囲内に変換する前記レベル変換器を選択し、選択された前記レベル変換器が前記変調リターン信号の信号レベル変換を行うように前記切替部を制御する切替制御部と、
前記切替制御部が選択した前記レベル変換器が行った信号レベル変換によって、信号レベル変動が前記一定レベル範囲内に圧縮された前記変調リターン信号を、前記リターン信号に復調する復調回路と、
を具備することを特徴とする撮像装置。
【請求項１６】
通信ケーブルを介して撮像装置に接続して双方向通信を行って、映像素材信号を変調した変調映像素材信号を前記撮像装置から受信する制御装置において、
所定のゲインで信号を増幅または減衰する複数のレベル変換器を有し、前記通信ケーブルを介して伝達される過程で信号損失が生じる前記変調映像素材信号を取り込み、前記複数のレベル変換器によって前記変調映像素材信号の信号レベルを変換する信号レベル変換部と、
前記レベル変換器を前記変調映像素材信号の信号レベル変換に利用するか否かを切り替える切替部と、
前記変調映像素材信号の信号レベルを検出する信号レベル検出部と、
前記信号レベル検出部によって検出された前記変調映像素材信号の信号レベルに基づいて、前記変調映像素材信号の信号レベルを一定レベル範囲内に変換する前記レベル変換器を選択し、選択された前記レベル変換器が前記変調映像素材信号の信号レベル変換を行うように前記切替部を制御する切替制御部と、
前記切替制御部と前記切替部との間に接続され、前記切替部の切替状態保持を制御する保持制御信号に応じて、前記切替制御部から出力される切替制御信号を前記切替部に伝達するか否かを制御し、前記保持制御信号が保持を指示するときは前記切替部の切替状態をそのままの状態に保持させるホールド部、
前記切替制御部によって選択された前記レベル変換器が行った信号レベル変換によって、信号レベル変動が前記一定レベル範囲内に圧縮された前記変調映像素材信号を前記映像素材信号に復調する復調回路と、
を具備することを特徴とする制御装置。
【請求項１７】
通信ケーブルを介して伝達される入力信号の信号レベルが一定レベル範囲内に変換されるようにゲインを制御するゲイン制御方法において、
信号レベル検出部が、前記通信ケーブルを介して伝達される過程で信号損失が生じる入力信号の信号レベルを検出し、
切替制御部が、所定のゲインで信号を増幅または減衰する複数のレベル変換器を有する信号レベル変換部から、前記信号レベル検出部によって検出された前記入力信号の信号レベルに基づいて、前記入力信号の信号レベルを一定レベル範囲内に変換する前記レベル変換器を選択し、選択された前記レベル変換器が前記入力信号の信号レベル変換を行うように前記レベル変換器を前記入力信号の信号レベル変換に利用するか否かを切り替える切替部に切替指示を出力し、
前記切替部が、前記切替指示に基づいて、選択された前記レベル変換器が前記入力信号の信号レベル変換を行うように前記レベル変換器の接続を切り替え、
前記信号レベル変換部が、前記入力信号を取り込み、前記切替部が選択した前記レベル変換器によって前記入力信号の信号レベル変換を行う、
ことを特徴とするゲイン制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はゲイン制御回路、及び撮像装置と制御装置、並びにゲイン制御方法に関し、特に通信ケーブルを介して伝達される入力信号の信号レベルが、一定レベル範囲内に変換されるようにゲインを制御するゲイン制御回路、及びこのゲイン制御回路を搭載した撮像装置と制御装置、並びにゲイン制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、放送局では、複数のカメラがアナログ信号を伝送するケーブルを介してカメラ制御ユニット（以下、単に制御ユニットとする）に接続されており、このケーブルを介して、カメラが撮影した映像信号や音声信号を制御ユニットに送っていた。また、制御ユニットからは、指示や確認のためのリターン信号がケーブルを介して送られている。たとえば放送局内であれば、スタジオのカメラと調整室にある制御ユニットとの間で上記の信号を双方向伝送するため、カメラと制御ユニットとをつなぐケーブルが網の目のように配線されている。また、中継放送であれば、制御ユニットを搭載した中継車と、任意の位置に配置されるカメラとの間で上記の信号を伝送するため、ケーブルが敷設される。
【０００３】
従来、カメラと制御ユニットとを接続するケーブルは、コストが低いことなどから、同軸ケーブルが用いられてきた。たとえば、多くの放送局で採用されているトライアックス（TRIAX）システムでは、１本の同軸ケーブルを用いて電源供給と、周波数多重波にて、映像信号、音声信号、コマンド信号及びカメラリターン信号を伝送する。
【０００４】
このような同軸ケーブルには、伝送距離が長くなるほど信号レベルが低下し、かつ、周波数が高くなるほど減衰量が大きくなるという特性がある。
そこで、カメラと制御ユニットとの間で伝送される映像信号の画質を改善するために、伝送対象の信号をデジタル信号に変換してデータ伝送を行う伝送装置が提案されている（たとえば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平１０−３４１３５７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
近年では、機動性や使いやすさを向上させるため、制御ユニットとカメラを繋ぐケーブルに、より長いケーブル長が要求されるようになっている。しかしながら、従来の同軸ケーブルを用いたアナログ信号伝送では、信号損失が大きくなるため、ケーブル距離を延ばすことができないという問題点があった。
【０００６】
また、従来の方式と比べて画像情報量が多いＨＤＴＶ（High Definition Television ）方式の信号の普及も進んでいる。広帯域のＨＤ信号を制御ユニットへ伝送する信号伝送路には、光ファイバーを用いることが望ましいが、光ファイバーの設置には多大なコストと時間が必要なため、従来の同軸ケーブルからの置き換えが進んでいないのが現状である。既設の同軸ケーブルを用いて、従来のアナログ信号伝送方式により広帯域のＨＤ信号伝送を行おうとした場合、電源からの干渉や混変調の影響をより受けやすく、分離フィルタの難易度が高くなる傾向があるなど問題が多い。
【０００７】
このように、既設の同軸ケーブルについて、距離を延ばすことや、ＨＤ信号のような画像情報量の多い信号伝送に利用することなどが求められているが、アナログ伝送方式には以下のような問題点があり、実現は容易ではない。
【０００８】
第１の問題点として、ケーブルの距離が伸びるほど、ケーブルの損失の増加によって信号レベルが低下し、受信端でのＳ／Ｎ値もケーブル距離に比例して悪くなることがある。一例を挙げると、７５オーム（Ω）抵抗が発生する熱雑音は、（ｅｎ）2＝４ｋＴＢＲより、
（ｅｎ）2＝  ４・（１．３８×１０-23）・３００・７．６ＭＨｚ・７５Ω
であり、ｅｎ＝３．０７（μＶ）になる。なお、Ｂは、ＯＦＤＭ占有帯域幅で、７．６ＭＨｚであるとする。この３．０７（μＶ）の熱雑音を電力に換算すると、
Ｐ＝  １．２６×１０-13（Ｗ）、−９９ｄＢｍとなる。これは、周波数１３０ＭＨｚの信号を１ｍＷ＝０ｄＢｍの電力で、５Ｃ２Ｖ同軸ケーブルで１ｋｍ伝送したら、熱雑音と同等となり、信号が伝わらないことを意味する。
【０００９】
第２の問題点として、アナログ信号の周波数が高くなるほど信号レベルが減衰するという伝送損失特性がある。
図１９は、同軸ケーブルにおける信号の周波数と減衰量の関係を示した図である。図は、ケーブル距離が１ｋｍの場合の減衰特性の一例である。
【００１０】
図から明らかなように、周波数が大きくなるに従って減衰量が増大する。たとえば、１０ＭＨｚと、１００ＭＨｚを超えた信号であれば、９０ｄＢ以上も信号レベルが違うことがわかる。このため、ケーブル距離に応じて√ｆ（ｆは周波数）のケーブルイコライズ回路や、様々なレベルで入力される受信信号を一定のレベルにして出力するため、ゲインを制御するゲイン制御回路（ＡＧＣ；Automatic Gain Control）が必要となっていた。
【００１１】
従来のケーブルイコライズ回路では、ケーブルを介して入力されるアナログ信号に含まれる２つの離れた周波数の同期信号部分をそれぞれピークホールド検波した電圧で比較し、その電圧差からケーブル距離を予測し、最適なイコライズ回路を選択するという複雑な処理が行われていた。そして、このような複雑な処理が、アナログ信号伝送装置のコスト高の要因となっている。
【００１２】
図２０は、従来の代表的なＡＧＣ回路を示した回路図である。入力電圧をＴ９１、Ｔ９２によって電流変換し、その電流を差動のトランジスタペア（Ｔ９３とＴ９４、Ｔ９５とＴ９６）に流した後、ゲイン制御電圧によって左右に振り分ける。
【００１３】
しかしながら、このようなゲインの可変制御を行うアナログＡＧＣ回路では、広範囲のレベル変化（たとえば、図１９の例であれば、９０ｄＢ以上）に対応するダイナミックレンジをとることは非常に難しい。また、ゲインを１００％以上（プラス）に設定することはできない。さらに、このような回路構成では、無駄な電流も多く、Ｓ／Ｎ値を良くすることが難しいという問題点もある。
【００１４】
以上のような理由から、アナログ信号伝送では、通信ケーブルのケーブル長は、４００ｍ程度が限界であった。さらに、広帯域のＨＤ信号を伝送する場合には、信号伝送はより難しくなる。
【００１５】
本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、通信ケーブルを介して伝達される過程で生じる信号損失の変動を抑え、通信ケーブル長を延ばすことが可能なゲイン制御回路、及びこのゲイン制御回路を搭載した撮像装置と制御装置、並びにゲイン制御方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明では上記課題を解決するために、信号レベル変換部と、切替部と、信号レベル検出部と、切替制御部とを有し、通信ケーブルを介して伝達される入力信号の信号レベルが一定レベル範囲内に変換されるようにゲインを制御するゲイン制御回路が提供される。ゲイン制御回路に入力される入力信号は、通信ケーブルを介して伝達される過程で信号損失が生じている。信号レベル変換部は、所定のゲインで信号を増幅または減衰する複数のレベル変換器で構成され、この複数のレベル変換器によって入力信号の信号レベルを変換する。切替部は、レベル変換器を入力信号の信号レベル変換に利用するか否かを切り替える。切替部によって選択されたレベル変換器によって入力信号の信号レベル変換が行われる。信号レベル検出部は、入力信号の信号レベルを検出する。切替制御部は、信号レベル検出部によって検出された入力信号の信号レベルに基づいて、入力信号の信号レベルを一定レベル範囲内に変換するレベル変換器を選択し、選択されたレベル変換器が入力信号の信号レベル変換を行うように切替部を制御する。
【００１７】
このようなゲイン制御回路によれば、信号レベル検出部は、通信ケーブルを介して伝達される過程で信号損失が生じた入力信号の信号レベルを検出し、検出結果を切替制御部に通知する。切替制御部は、信号レベル変換部から、検出された入力信号を一定レベル範囲内の信号レベルに変換するためのレベル変換器を選択する。そして、切替部を制御し、選択されたレベル変換器によって入力信号の信号レベル変換が行われるようにする。切替部は指示に従って選択されたレベル変換器が入力信号の信号レベル変換を行うようにする。これにより、信号レベル変換部では、選択されたレベル変換器によって入力信号の信号レベルを変換し、信号損失によって変動する入力信号の信号レベル範囲を一定レベル範囲内に圧縮する。
【００１８】
また、上記課題を解決するために、通信ケーブルを介して制御装置に接続して双方向通信を行って、映像素材信号に対するリターン信号を変調した変調リターン信号を制御装置から受信して動作する撮像装置において、所定のゲインで信号を増幅または減衰する複数のレベル変換器を有し、通信ケーブルを介して伝達される過程で信号損失が生じる変調リターン信号を取り込み、複数のレベル変換器によって変調リターン信号の信号レベルを変換する信号レベル変換部と、レベル変換器を変調リターン信号の信号レベル変換に利用するか否かを切り替える切替部と、変調リターン信号の信号レベルを検出する信号レベル検出部と、信号レベル検出部によって検出された変調リターン信号の信号レベルに基づいて、変調リターン信号の信号レベルを一定レベル範囲内に変換するレベル変換器を選択し、選択されたレベル変換器が変調リターン信号の信号レベル変換を行うように切替部を制御する切替制御部と、切替制御部が選択したレベル変換器が行った信号レベル変換によって、信号レベル変動が一定レベル範囲内に圧縮された変調リターン信号を、リターン信号に復調する復調回路と、を具備することを特徴とする撮像装置、が提供される。
【００１９】
このような撮像装置では、通信ケーブルを介して接続される制御装置からの変調リターン信号を入力する。このとき、伝達過程において信号損失が生じた変調リターン信号の信号レベルを検出し、検出された信号レベルに合わせて、複数のレベル変換器で構成される信号レベル変換部のレベル変換器を選択動作させる。こうして、信号損失によって変動する変調リターン信号の信号レベルを一定レベル範囲内に圧縮した後、復調する。
【００２０】
また、上記課題を解決するために、通信ケーブルを介して撮像装置に接続して双方向通信を行って、映像素材信号を変調した変調映像素材信号を撮像装置から受信する制御装置において、所定のゲインで信号を増幅または減衰する複数のレベル変換器を有し、通信ケーブルを介して伝達される過程で信号損失が生じる変調映像素材信号を取り込み、複数のレベル変換器によって変調映像素材信号の信号レベルを変換する信号レベル変換部と、レベル変換器を変調映像素材信号の信号レベル変換に利用するか否かを切り替える切替部と、変調映像素材信号の信号レベルを検出する信号レベル検出部と、信号レベル検出部によって検出された変調映像素材信号の信号レベルに基づいて、変調映像素材信号の信号レベルを一定レベル範囲内に変換するレベル変換器を選択し、選択されたレベル変換器が変調映像素材信号の信号レベル変換を行うように切替部を制御する切替制御部と、切替制御部と切替部との間に接続され、切替部の切替状態保持を制御する保持制御信号に応じて、切替制御部から出力される切替制御信号を切替部に伝達するか否かを制御し、保持制御信号が保持を指示するときは切替部の切替状態をそのままの状態に保持させるホールド部、切替制御部によって選択されたレベル変換器が行った信号レベル変換によって、信号レベル変動が一定レベル範囲内に圧縮された変調映像素材信号を映像素材信号に復調する復調回路と、を具備することを特徴とする制御装置、が提供される。
【００２１】
このような制御装置では、通信ケーブルを介して接続される撮像装置からの変調映像素材信号を入力する。このとき、伝達過程において信号損失が生じた変調映像素材信号の信号レベルを検出し、検出された信号レベルに合わせて、複数のレベル変換器で構成される信号レベル変換部のレベル変換器を選択動作させる。こうして、変調映像素材信号を一定レベル範囲内に変換した後、復調する。また、ホールド部に保持が指示されれば、選択されるレベル変換器の不意の切り替わりが防止される。
【００２２】
また、上記課題を解決するために、通信ケーブルを介して伝達される入力信号の信号レベルが一定レベル範囲内に変換されるようにゲインを制御するゲイン制御方法において、信号レベル検出部が、通信ケーブルを介して伝達される過程で信号損失が生じる入力信号の信号レベルを検出し、切替制御部が、所定のゲインで信号を増幅または減衰する複数のレベル変換器を有する信号レベル変換部から、信号レベル検出部によって検出された入力信号の信号レベルに基づいて、入力信号の信号レベルを一定レベル範囲内に変換するレベル変換器を選択し、選択されたレベル変換器が入力信号の信号レベル変換を行うようにレベル変換器を入力信号の信号レベル変換に利用するか否かを切り替える切替部に切替指示を出力し、切替部が、切替指示に基づいて、選択されたレベル変換器が入力信号の信号レベル変換を行うようにレベル変換器の接続を切り替え、信号レベル変換部が、入力信号を取り込み、切替部が選択したレベル変換器によって入力信号の信号レベル変換を行う、ことを特徴とするゲイン制御方法、が提供される。
【００２３】
このようなゲイン制御方法によれば、通信ケーブルを介して伝達される過程で信号損失が生じた入力信号の信号レベルを検出し、検出された信号レベルに合わせて、複数のレベル変換器で構成される信号レベル変換部のレベル変換器を選択動作させる。こうして、信号損失によって生じる入力信号の信号レベル変動を一定レベル範囲内に抑える。
【発明の効果】
【００２４】
本発明に係るゲイン制御回路では、通信ケーブルを介して入力された入力信号レベルを検出し、検出された入力信号レベルを一定範囲内の信号レベルに変換するレベル変換器を複数のレベル変換器から選択し、選択されたレベル変換器で入力信号の信号レベルを変換する。これにより、通信ケーブルを伝達する過程で信号損失が生じる入力信号のレベル変動を吸収し、Ｓ／Ｎ値の劣化を最小限に抑えることができる。この結果、Ｓ／Ｎ値の劣化に基づいて制限されていた通信ケーブルの距離を延ばすことが可能となる。
【００２５】
また、このようなゲイン制御回路を、通信ケーブルを介して接続する撮像装置と制御装置とに適用すれば、双方向通信におけるＳ／Ｎ値の劣化を抑え、撮像装置と制御装置を繋ぐ通信ケーブルの距離を延ばすことが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。まず、実施の形態に適用される発明の概念について説明し、その後、実施の形態の具体的な内容を説明する。
図１は、実施の形態に適用される発明の概念図である。
【００２７】
本発明に係るゲイン制御回路１は、複数のレベル変換器で構成される信号レベル変換部１１、レベル変換器の接続切替を行う切替部１２、信号レベルを検出する信号レベル検出部１３、切替部１２を制御する切替制御部１４、及び切替部１２の切り替えを停止させるホールド部１５を有し、通信ケーブル２を介して入力された入力信号の信号レベルを一定レベル範囲内の信号レベルに変換する。
【００２８】
通信ケーブル２は、たとえば、数メートルから数キロメートルの範囲の任意の長さで、信号の発信源と受信側の２点間を接続する。伝達される信号は、通信ケーブル２を伝達する過程で信号損失が生じる。一般に、信号損失は、ケーブル長が長いほど、また信号の周波数が大きいほど大きくなる。
【００２９】
信号レベル変換部１１は、所定のゲインで信号を増幅または減衰する複数のレベル変換器によって構成される。それぞれのレベル変換器のゲインは、入力信号の信号レベルの変動を一定レベル範囲内に抑えるため、入力信号の信号レベル範囲を分割した所定の信号レベル領域に対応して設定される。すなわち、分割された信号レベル領域ごとに、入力信号を一定レベル範囲内に変換するゲインが決まる。一定レベル範囲よりも入力信号の信号レベル領域が低いときは、入力信号レベルを一定レベル範囲内に増幅させるゲインが設定される。また、一定レベル範囲よりも入力信号の信号レベル領域が高いときは、入力信号レベルを一定レベル範囲内に減衰させるゲインが設定される。ゲインは、１つのレベル変換器に設定されていても、また、いくつかのレベル変換器を組み合わせて設定されてもよい。そして、切替部１２によって選択されると、選択されたレベル変換器が入力信号のレベル変換を行う。
【００３０】
切替部１２は、切替制御部１４に従って、信号レベル変換部１１を構成するレベル変換器のうち、入力信号の信号レベル変換に利用するレベル変換器の接続を切り替え、利用可能にする。具体的には、入力信号が伝達される伝達経路に選択されたレベル変換器を接続し、それ以外を入力信号の伝達経路から切り離す。入力信号は、伝達経路に接続されたレベル変換器で信号レベルの変換が繰り返され、最終的に一定レベル範囲内の信号レベルに変換される。レベル変換器のゲインの設定によっては、１つのレベル変換器だけで変換が完了することもある。
【００３１】
信号レベル検出部１３は、通信ケーブル２を介して取り込まれた入力信号のレベルを検出し、検出結果を切替制御部１４へ伝える。
切替制御部１４は、信号レベル検出部１３によって検出された入力信号の信号レベルに基づき、この信号レベルを一定レベル範囲内に変換するためのレベル変換器を選択する。そして、選択されたレベル変換器が入力信号の伝達経路に接続されるように、切替制御信号を出力し、切替部１２を制御する。この切替制御信号は、ホールド部１５を介して切替部１２へ伝達される。
【００３２】
ホールド部１５は、外部から入力される保持制御信号に従って、切替制御部１４から入力された切替制御信号を信号レベル変換部１１及び切替部１２に伝達するか否かを選択する。信号レベル変換を実行するレベル変換器を固定化したいときは、ユーザなど外部からの指示に応じて、保持制御信号が「保持する」に設定される。保持制御信号が、「保持する」であるときは、切替制御部１４から入力された切替制御信号を転送せず、信号レベル変換部１１及び切替部１２の切替状態をそのまま保持させる。保持制御信号が「保持しない」に設定されるときは、切替制御部１４から入力された切替制御信号を信号レベル変換部１１及び切替部１２に伝達する。これにより、信号レベル変換部１１では、切替制御信号に基づいて、使用されるレベル変換器が新たに設定される。
【００３３】
このような構成のゲイン制御回路１の動作について説明する。
ゲイン制御回路１には、通信ケーブル２を介して伝達された入力信号が取り込まれる。入力信号は、通信ケーブル２を介して伝達される過程で生じる信号損失のため、入力時点での信号レベルの変動幅が大きく、入力信号レベルの範囲は広い。ゲイン制御回路１では、この入力信号の信号レベルを、一定レベル範囲内に圧縮して次の処理回路に出力する。このため、信号レベル検出部１３は、入力信号の信号レベルを検出して切替制御部１４へ通知する。信号レベル変換部１１は、複数のレベル変換器で構成されており、レベル変換器を適宜選択することにより、入力信号の信号レベルを一定レベル範囲内に変換することができる。切替制御部１４は、検出された信号レベルに基づいて、レベル変換器を選択し、ホールド部１５を介して切り替えを指示する切替制御信号を切替部１２に出力する。ホールド部１５は、保持制御信号が「保持」でなければ、切替制御信号を切替部１２へ伝達する。切替制御信号を受け取った切替部１２は、指示に従って選択されたレベル変換器を信号レベル変換部１１内の入力信号の伝達経路に接続する。信号レベル変換部１１では、入力信号に合わせて選択されたレベル変換器によって、入力信号を一定の信号レベル範囲内に変換出力する。一方、ホールド部１５に入力される保持制御信号が「保持」であれば、切替制御信号は切替部１２に伝達されない。したがって、切替部１２は、「保持」が指定される前の切替状態を保持する。そして、信号レベル変換部１１は、「保持」が指定される前に選択されたレベル変換器によって入力信号の信号レベルの変換処理が行われる。
【００３４】
このように、入力信号の信号レベルに適したレベル変換処理を行うことによって、通信ケーブル２を介して入力される変動の大きい入力信号の信号レベルを、一定レベル範囲内に抑え込むことができる。これにより、通信ケーブルを伝達する過程で信号損失が生じる入力信号のレベル変動を吸収し、Ｓ／Ｎ値の劣化を最小限に抑えることができる。この結果、Ｓ／Ｎ値の劣化に基づいて制限されていた通信ケーブルの距離を延ばすことが可能となる。
【００３５】
ここで、信号レベル変換部１１の構成について説明する。信号レベル変換部１１は、複数のレベル変換器で構成されており、入力信号の信号レベルに合わせて適したレベル変換器が逐次選択される。複数のレベル変換器の接続形態として、レベル変換器が並列に接続されるケース、従属に接続されるケース、及びこれらの組み合わせが考えられる。以下、レベル変換器の接続例を、並列接続、従属接続の順に図面を用いて説明する。なお、以下の説明では、レベル変換器を増幅器として説明する。ここで、増幅器は、ゲインがマイナスの減衰器として動作するものも含むとする。
【００３６】
図２は、レベル変換器を並列に接続する構成を示したブロック図である。
ゲイン制御回路１ａは、それぞれ異なるゲインが設定される増幅器（Ｌ）１１ａ、増幅器（Ｍ）１１ｂ、及び増幅器（Ｈ）１１ｃが並列接続される。また、増幅器（Ｌ）１１ａ、増幅器（Ｍ）１１ｂ、及び増幅器（Ｈ）１１ｃには、それぞれの増幅器の出力切替を行う切替回路１２ａ、切替回路１２ｂ、切替回路１２ｃが接続される。さらに、入力信号の信号レベルを検出する信号レベル検出回路１３ａと、入力信号の信号レベルに応じて出力信号とする増幅器を切り替える切替制御回路１４ａと、切替回路１２ａ，１２ｂ，１２ｃの切替状態を固定化させるホールド回路１５ａ，１５ｂ，１５ｃと、を具備する。増幅器（Ｌ）１１ａ、切替回路１２ａ、及びホールド回路１５ａは、対応付けられており、増幅器（Ｍ）１１ｂ、切替回路１２ｂ、及びホールド回路１５ｂ並びに増幅器（Ｈ）１１ｃ、切替回路１２ｃ、及びホールド回路１５ｃが対応付けられている。
【００３７】
増幅器（Ｌ）１１ａ、増幅器（Ｍ）１１ｂ、及び増幅器（Ｈ）１１ｃには、入力信号の信号レベル範囲を分割した信号レベル領域が割り当てられ、割り当てられた信号レベル領域に相当する入力信号を所定の出力信号レベル範囲内に変換するゲインが設定されている。ここでは、信号レベルの最も低い領域（以下、低領域とする）に増幅器（Ｌ）１１ａ、中間領域（以下、中領域とする）に増幅器（Ｍ）１１ｂ、最も高い領域（以下、高領域とする）に増幅器（Ｈ）１１ｃが対応付けられている。そして、切替制御回路１４ａが選択した増幅器１１ａ，１１ｂ，１１ｃのいずれかが、予め設定されたゲインに基づいて、入力信号を所定の出力信号レベル範囲に変換し、切替回路１２ａ，１２ｂ，１２ｃを介して出力信号として出力する。切替制御回路１４ａによって選択されなかった増幅器は、変換出力を行わない。
【００３８】
図３は、本発明に係る増幅器の入力信号と出力信号の関係を示した図である。横軸は入力信号、縦軸は出力信号を示している。
図の例では、入力信号の信号レベル範囲を、−４２±１ｄＢｍと、−１８±１．５ｄＢｍで分割し、低領域は増幅器（Ｌ）１１ａ、中領域は増幅器（Ｍ）１１ｂ、高領域は増幅器（Ｈ）１１ｃで変換を行うように対応付けている。なお、ケーブル損失が大きい場合に入力信号レベルは低くなり、ケーブル損失が小さい場合に入力信号レベルは高くなる。増幅器（Ｌ）１１ａは、低領域の入力信号を、増幅器（Ｌ）出力２１に示したように、−３０〜０ｄＢの出力信号レベル範囲に変換する。増幅器（Ｍ）１１ｂは、中領域の入力信号を、増幅器（Ｍ）出力２２に示したように、−３０〜０ｄＢ範囲の出力信号に変換する。増幅器（Ｈ）１１ｃは、高領域の入力信号を、増幅器（Ｈ）出力２３に示したように、−３０〜０ｄＢ範囲の出力信号に変換する。このような変換を行うため、増幅器（Ｌ）１１ａのゲインは４０ｄＢ、増幅器（Ｍ）１１ｂのゲインは１６ｄＢ、そして増幅器（Ｈ）のゲインは−１０ｄＢに設定される。これにより、−７０〜１０ｄＢの信号レベル範囲の入力信号を、圧縮された信号レベル範囲（−３０〜０ｄＢ）の出力信号に変換することができる。
【００３９】
また、このようにゲインが固定の増幅器は、ダイナミックレンジの増幅器と比べて、ノイズを抑えることが可能であるため、Ｓ／Ｎを向上させることができる。
切替回路１２ａ、切替回路１２ｂ、及び切替回路１２ｃは、切替制御回路１４ａの指示に従って、増幅器（Ｌ）１１ａ、増幅器（Ｍ）１１ｂ、及び増幅器（Ｈ）１１ｃのうち、出力信号とする変換出力を切り替える制御を行う。図にあるように、入力信号の信号レベルが、低領域であれば増幅器（Ｌ）出力２１、中領域であれば増幅器（Ｍ）出力２２、高領域であれば増幅器（Ｈ）出力２３が出力されるように切替制御を行う。
【００４０】
図２に戻って説明する。
信号レベル検出回路１３ａは、入力信号のレベルを検出し、検出した入力信号レベルを切替制御回路１４ａへ通知する。
【００４１】
切替制御回路１４ａは、信号レベル検出回路１３ａが検出した入力信号レベルに応じて、増幅器１１ａ，１１ｂ，１１ｃから、入力信号レベルに対応する増幅器を選択し、選択した増幅器の変換出力が出力信号となるように切替制御を行う。
【００４２】
ホールド回路１５ａ、ホールド回路１５ｂ、及びホールド回路１５ｃは、切替制御回路１４ａと、切替回路１２ａ，１２ｂ，１２ｃとの間に接続され、切替保持を指令する保持制御信号に応じて、切替回路１２ａ，１２ｂ，１２ｃに対し、切替状態の変更可否を制御する。保持制御信号は、たとえば、利用者の指示ボタン操作などによって生成され、ゲイン制御回路１ａに入力される。保持制御信号が切替保持を指示していない場合、ホールド回路１５ａ，１５ｂ，１５ｃは、切替回路１２ａ，１２ｂ，１２ｃが切替制御回路１４ａに従って切替状態を変更することを許可する。この状態では、入力信号レベルに応じて最適な増幅器の選択が行われている。切替保持が指示された場合は、切替回路１２ａ，１２ｂ，１２ｃに、指令の直前の切替状態を保持させる。この状態では、増幅器の選択は固定化され、入力信号レベルが変動しても増幅器の選択は変わらない。
【００４３】
なお、上記の説明では、入力信号の信号レベル範囲を３つの領域に分割するとしたが、この分割数はいくつであってもよい。たとえば、４つの領域に分割する場合は、４つの領域に対応する４つの異なるゲインの増幅器と、増幅器に対応付けられる切替回路とを有する構成とする。
【００４４】
ゲイン制御回路１ａの動作及びゲイン制御方法について説明する。増幅器（Ｌ）１１ａ、増幅器（Ｍ）１１ｂ、及び増幅器（Ｈ）１１ｃは、設定されたゲインに応じて入力信号の信号レベルを変換して出力する。ここでは、入力信号の信号レベル範囲を３つ（低領域、中領域、高領域）に分割し、増幅器（Ｌ）１１ａは低領域、増幅器（Ｍ）１１ｂは中領域、そして増幅器（Ｈ）１１ｃは高領域の入力信号を所定の出力信号レベル範囲に変換出力するゲインが設定されている。
【００４５】
信号レベル検出回路１３ａは、ゲイン制御回路１ａに入力される入力信号の信号レベルを検出し、切替制御回路１４ａへ通知する。切替制御回路１４ａは、信号レベルが低領域、中領域、高領域のいずれにあるかを判断し、判断された領域に対応する増幅器を作動させ、その変換出力が出力信号となるように、切替制御を行う。入力信号レベルが低領域にあった場合には、増幅器（Ｌ）１１ａで変換を行うとし、その変換出力を出力信号とするように切替回路１２ａを制御する。このとき、切替回路１２ｂ，１２ｃには、出力不可を指示する。信号レベルが中領域であった場合には、増幅器（Ｍ）１１ｂを作動させ、その変換出力を出力信号とするように、切替回路１２ｂを制御する。信号レベルが高領域であった場合には、増幅器（Ｈ）１１ｃを作動させ、その変換出力を出力信号とするように切替回路１２ｃを制御する。
【００４６】
なお、増幅器の切り替えは、保持制御信号がオフ（切替状態変更許可）の場合のみ行われる。保持制御信号がオン（切替保持）の場合は、ホールド回路１５ａ，１５ｂ，１５ｃは、切替制御回路１４ａの出力する切替制御信号がどのように変動しても、切替回路１２ａ，１２ｂ，１２ｃの直前の切替状態を保持させる。
【００４７】
指示信号が切替可の場合、ホールド回路１５ａ，１５ｂ，１５ｃは、切替制御回路１４ａの切替制御信号による切替回路１２ａ，１２ｂ，１２ｃの出力切り替えを許可する。このとき、入力信号の信号レベルに応じて、増幅器（Ｌ）１１ａ、増幅器（Ｍ）１１ｂ、及び増幅器（Ｈ）１１ｃのいずれかが選択され、出力信号として出力される。これにより、低領域、中領域、及び高領域を範囲とする入力信号の信号レベルに対し、出力信号の信号レベルはある一定範囲内に圧縮される。
【００４８】
この状態から保持制御信号が切替不可（切替状態保持）となると、ホールド回路１５ａ，１５ｂ，１５ｃによって、切替回路１２ａ，１２ｂ，１２ｃへの切替制御信号がブロックされる。この結果、切替状態変更がされず、直前の切替状態が継続されるようになる。増幅器（Ｍ）１１ｂを選択していた場合であれば、入力信号の信号レベルが低領域や高領域に変動しても、増幅器（Ｍ）１１ｂの選択が保持される。これにより、最適な増幅器が選択された後は状態を固定し、安定的な運用を図ることが可能となる。
【００４９】
このように、ゲイン制御回路１ａでは、入力信号の信号レベル範囲を分割した所定のレベル領域ごとに、低ノイズの固定ゲイン増幅器を用意し、それぞれに適したゲインを設定しておく。そして、入力信号の信号レベルを検出し、信号レベルに応じて出力信号に使用する増幅器の出力信号を選択することにより、入力信号のレベル変動を吸収し、Ｓ／Ｎ劣化を最小限に抑えることが可能となる。
【００５０】
したがって、このゲイン制御回路１ａを適用することにより、信号レベルの低下やＳ／Ｎの劣化などにより４００ｍが限界であった撮像装置と制御装置を接続する同軸ケーブルの距離を延ばすことが可能となる。
【００５１】
次に、レベル変換器を従属接続する場合について説明する。図４は、レベル変換器を従属接続する構成を示したブロック図である。図２と同じものには同じ番号を付し、説明は省略する。
【００５２】
ゲイン制御回路１ｂは、それぞれ任意のゲインが設定される増幅器１１ｄ，１１ｅ，１１ｆと、切替回路１２ｄ，１２ｅ，１２ｆと、信号レベル検出回路１３ａと、切替制御回路１３ｂと、ホールド回路１５ａ，１５ｂ，１５ｃとを具備する。増幅器１１ｄ、切替回路１２ｄ、及びホールド回路１５ａは対応付けられおり、同様に、増幅器１１ｅ、切替回路１２ｅ、及びホールド回路１５ｂと、増幅器１１ｆ、切替回路１２ｆ、及びホールド回路１５ｃとが対応付けられている。ここでの従属接続とは、入力信号に対して初段の増幅器（図では増幅器１１ｄ）を介して他の増幅器に入力信号が伝達される接続関係とする。図の例では、増幅器１１ｄに、増幅器１１ｅと増幅器１１ｆが縦続接続する。
【００５３】
増幅器１１ｄ，１１ｅ，１１ｆには、所定のゲインが設定されており、入力信号の信号レベル範囲を分割した信号レベル領域ごとに切替回路１２ｄ，１２ｅ，１２ｆを操作し、使用する増幅器１１ｄ，１１ｅ，１１ｆの組み合わせを変える。たとえば、図３の例で、入力信号の信号レベルが高領域であるときは、切替回路１２ｄをオン、切替回路１２ｅ，１２ｆをオフし、増幅器１１ｄのみを動作させる。入力信号の信号レベルが中領域であるときは、切替回路１２ｅをオン、切替回路１２ｄ，１２ｆをオフし、増幅器１１ｄ，１１ｅを動作させる。そして、入力信号の信号レベルが低領域であるときは、切替回路１２ｆをオン、切替回路１２ｄ，１２ｅをオフし、増幅器１１ｄ，１１ｅ，１１ｆを動作させる。このように、レベル変換器を従属接続する場合は、動作させるレベル変換器の組み合わせを適宜選択することにより、ゲイン制御回路１ｂのトータルゲインが、入力信号の信号レベルに適した値となるように制御する。
【００５４】
ところで、ノイズ特性をよくするためには、通信ケーブル２と、レベル変換器（増幅器）との入力インピダンスマッチング（整合の最適化）を取る必要がある。この場合、図２に示した並列接続では、入力信号に対し複数の増幅器が接続されるため、寄生容量などが増加する。このため、インピダンスマッチングを取ることが難しくなり、ノイズ特性が悪くなる要因となり得る。これに対し、図４に示した従属接続では、入力信号に対し接続される増幅器は１つであるので、インピダンスマッチングが容易になるという利点がある。これにより、増幅器のノイズ特性を改善することが可能となる。
【００５５】
なお、実際のゲイン制御回路では、並列接続と、縦続接続とが混在していてもよい。上記のゲイン制御回路のように、入力信号の信号レベル範囲を区切り、その領域ごとにゲインの異なる増幅器を割り当てた構成、あるいは、増幅器を組み合わせてゲインを変える構成をステップＡＧＣ回路と呼ぶこととする。
【００５６】
以下、実施の形態として、ゲイン制御回路１ａ，１ｂを、ステップＡＧＣ回路をＴＲＩＡＸ方式でＨＤ信号伝送を行う放送信号伝送システムの撮像装置と制御装置とに適用した場合を例に図面を参照して詳細に説明する。
【００５７】
図５は、実施の形態の放送信号伝送システムの構成を示した構成図である。
実施の形態の放送信号伝送システムは、放送用の撮像装置（以下、カメラとする）１１０と、制御装置１２０とがＴＲＩＡＸケーブル２００を介して接続され、カメラ１１０からはカメラＨＤ信号などが、制御装置１２０からはカメラ１１０で撮影された画像をカメラ１１０で確認するためのカメラＨＤリターン信号などが送出され、ＴＲＩＡＸケーブル２００を介して相手の送出した信号が入力される。
【００５８】
なお、カメラＨＤ信号とカメラＨＤリターン信号とには、６４値ＱＡＭ（Quadrature Amplitude Modulation：直交振幅変調）のＯＦＤＭ変調を施し、１波の周波数帯域が８ＭＨｚのＯＦＤＭ信号に割り当てる。ＯＦＤＭ信号については、後述する。
【００５９】
カメラ１１０は、ＯＦＤＭ変調１１１、周波数変換１１２、ＭＰＸフィルタ１１３、受信信号（Ｈ）処理部１１４、ＯＦＤＭ復調１１５、撮像部１１６、及びモニタ表示部１１７を具備する。
【００６０】
ＯＦＤＭ変調１１１は、撮像部１１６が生成したカメラＨＤ信号にＯＦＤＭ変調を施し、複数のＯＦＤＭ信号を生成する。このとき、ＯＦＤＭ信号は、周波数帯域の低い側から、グループＬ、グループＭ、そしてグループＨの３グループが生成される。カメラ１１０から送信するカメラＨＤ信号は、このうち、グループＬとグループＭのＯＦＤＭ信号に割り当てられる。周波数変換１１２は、ＯＦＤＭ変調１１１が生成したＯＦＤＭ信号を所定の送信周波数に変換する。周波数変換１１２により、グループＬ及びグループＭの送信ＯＦＤＭ信号が、それぞれＭＰＸフィルタ１１３へ出力される。ＭＰＸフィルタ１１３は、入力信号をグループＬ、グループＭ、及びグループＨの周波数帯域に分離するフィルタで、グループＬとグループＭが送信用、グループＨが受信用に設定されている。したがって、ＭＰＸフィルタ１１３により分離されたグループＬとグループＭとのＯＦＤＭ信号をＴＲＩＡＸケーブル２００へ送出し、ＴＲＩＡＸケーブル２００経由で入力されるグループＨのＯＦＤＭ信号を受信信号（Ｈ）処理部１１４へ出力する。受信信号（Ｈ）処理部１１４の詳細は後述する。ＯＦＤＭ復調１１５は、ＯＦＤＭ信号からカメラＨＤリターン信号を復調する。撮像部１１６は、撮影した映像信号に基づくカメラＨＤ信号を生成する。モニタ表示部１１７は、カメラＨＤリターン信号を再生表示する。
【００６１】
制御装置１２０は、ＯＦＤＭ変調１２１、周波数変換１２２、ＭＰＸフィルタ１２３、受信信号（Ｌ）処理部１２４Ｌ、受信信号（Ｍ）処理部１２４Ｍ、ＯＦＤＭ復調１２５Ｌ、ＯＦＤＭ復調１２５Ｍ、及び制御部１２７を具備する。
【００６２】
ＯＦＤＭ変調１２１は、制御部１２７が生成したカメラＨＤリターン信号にＯＦＤＭ変調を施し、グループＨのＯＦＤＭ信号を生成する。周波数変換１２２は、ＯＦＤＭ変調１２１が生成したＯＦＤＭ信号を所定の送信周波数帯域に変換し、送信ＯＦＤＭ信号を生成する。ＭＰＸフィルタ１２３は、グループＬ、グループＭ、及びグループＨを分離するフィルタで、グループＬとグループＭとが受信用、グループＨが送信用に設定されている。したがって、ＭＰＸフィルタ１２３により分離されたグループＬとグループＭとのＯＦＤＭ信号を、それぞれ受信信号（Ｌ）処理部１２４Ｌと受信信号（Ｍ）処理部１２４Ｍとへ出力する。また、グループＨのＯＦＤＭ信号をＴＲＩＡＸケーブル２００へ送出する。ＯＦＤＭ復調１２５Ｌ及びＯＦＤＭ復調１２５Ｍは、ＯＦＤＭ信号からカメラＨＤ信号を復調する。制御部１２７は、カメラＨＤ信号を取り込むとともに、カメラＨＤ信号からカメラＨＤリターン信号を生成する。
【００６３】
ここで、ＯＦＤＭ信号について説明する。
図６は、本発明の実施の形態に適用されるＯＦＤＭ信号とケーブル損失特性を示した図である。
【００６４】
本発明の実施の形態では、ＯＦＤＭ変調における最小間隔で並ぶ３つのキャリアをまとめて１つのグループに割り当て、グループとグループとの間に空きを設定する。このグループを周波数の低い側からグループＬ５１、グループＭ５２、グループＨ５３とし、カメラＨＤ信号と、リターン信号を割り当てる。図の鎖線は、ＯＦＤＭ信号の１波の周波数帯域を示しており、周波数の低い方から３つのＯＦＤＭ信号がグループＬ５０１になる。同様に、中間周波数の３つのＯＦＤＭ信号がグループＭ５０２、高い周波数の３つのＯＦＤＭ信号がグループＨ５０３になる。
【００６５】
カメラ１１０からは、制御装置１２０に対し、グループＬ５０１とグループＭ５０２との周波数帯域を使ってＨＤ信号を伝送する。また、制御装置１２０からは、カメラ１１０に対し、グループＨ５０３の周波数帯域を使ってリターン信号を伝送する。
【００６６】
このように、ＯＦＤＭ信号を用いることで、受信側では、それぞれ独立したＯＦＤＭ波に対して単純なレベル制御だけを行えばよいので、従来必要であったケーブルイコライズ回路が不要となり、伝送装置のコスト削減が図れる。また、デジタル信号であるので、受信したＣ／Ｎ値が復調範囲内であれば、最大ケーブル延長点（復調限界地点）でも、近距離地点でも同じ信号品質が得られるという利点もある。
【００６７】
また、図は、横軸を周波数、縦軸をケーブル損失として、ケーブル長がそれぞれ１ｋｍの場合の損失特性５４、５００ｍの場合の損失特性５５、及び１０ｍの場合の損失特性５６を示している。図から明らかなように、周波数が高いほど、信号の減衰量が大きくなる。また、その信号レベルの変動量は、ケーブル長が長くなるほど大きい。
【００６８】
本実施の形態では、ステップＡＧＣ回路を用いて、このように信号レベルの変動が大きい、ケーブル長が長い場合の受信ＯＦＤＭ信号についても、一定範囲内の信号レベルに変換する。本実施の形態では、同軸ケーブル長を１ｋｍまで延ばすことを可能とするため、同軸ケーブルを１ｋｍまで延ばした場合の信号レベルの変動差（図６の例では、０〜−９０ｄＢ）を吸収するステップＡＧＣ回路を具備する受信信号処理部を提供する。
【００６９】
ここで、受信信号（Ｈ）処理部１１４、受信信号（Ｍ）処理部１２４Ｍ、及び受信信号（Ｌ）処理部１２４Ｌについて説明する。なお、以下の説明では、受信信号（Ｌ）処理部１２４Ｌと受信信号（Ｍ）処理部１２４Ｍとは同じ構造であるので、まとめて受信信号処理部１２４とする。同様に、ＯＦＤＭ復調１２５ＬとＯＦＤＭ復調１２５ＭとをＯＦＤＭ復調１２５とする。
【００７０】
まず、第１の実施の形態として増幅器が並列に接続される構成で、受信信号の信号領域を３分割した場合について説明する。
図７は、第１の実施の形態の受信信号処理部の構成例を示したブロック図である。図は、制御装置１２０側の例を示している。
【００７１】
受信信号処理部１２４は、バンドパスフィルタ（以下、ＢＰＦとする；Band Pass Filter）４１０、ステップＡＧＣ回路４２０、周波数変換４３０、ＢＰＦ４４０、及びアナログＡＧＣ４５０を具備する。
【００７２】
ＢＰＦ４１０は、ＭＰＸフィルタ１２３から分離されたＯＦＤＭ信号の１グループをさらに１波ずつ分離する。ステップＡＧＣ回路４２０は、ＢＰＦ４１０から入力された受信信号を信号レベルに応じてレベル変換を行い、受信信号のレベル変動を圧縮する。周波数変換４３０は、ステップＡＧＣ回路４２０の出力信号を復調帯域に周波数変換する。ＢＰＦ４４０は、周波数変換４３０の出力信号から復調帯域の信号だけを分離し、アナログＡＧＣ４５０に送る。アナログＡＧＣ４５０は、ＯＦＤＭ復調１２５に合わせるように信号レベルを調整し、ＯＦＤＭ復調１２５に出力する。
【００７３】
ステップＡＧＣ回路４２０について説明する。ステップＡＧＣ回路４２０は、増幅器（以下、ＡＭＰとする）４２１，４２２，４２３、スイッチ（以下、ＳＷとする）４２４，４２５，４２６、信号レベル検出回路であるＲＳＳＩ（Received Signal Strength Indicator）検出回路４２７と、切替制御回路であるＳＷ制御４２８、及びホールド回路４２９を具備する。
【００７４】
ＡＭＰ４２１，４２２，４２３は、ＢＰＦ４１０から入力される入力信号に対して並列に接続し、各々設定されたゲインでこの入力信号のレベルを変換出力する。本実施の形態では、上述のように、同軸ケーブルを１ｋｍまで延ばした場合に生じる入力信号の信号レベル変動を一定レベル範囲に圧縮する。
【００７５】
図８は、信号レベル領域を３分割した場合のゲイン設定の一例を示した図である。
ステップＡＧＣ回路４２０では、入力信号の信号レベルの減衰量に応じて、領域を３つに分割する。分割された信号レベル領域は、便宜的に、ケーブルの距離が短く減衰量が小さい短距離レベル、ケーブルの距離が中距離で減衰量が短距離レベルより大きい中距離レベル、及びケーブルの距離が長く減衰量の大きい長距離レベルとする。短距離レベルにはＡＭＰ４２１、中距離レベルにはＡＭＰ４２２、及び長距離レベルにはＡＭＰ４２３を割り当てる。ＡＭＰ４２１は、ゲインが−１０ｄＢに設定され、短距離レベル（信号レベルの減衰量が−１８〜１０ｄＢｍ程度）の入力信号を−１０ｄＢ低くする。ＡＭＰ４２２は、ゲインが＋１６ｄＢに設定され、中距離レベル（信号レベルが−４２〜−１８ｄＢｍ程度）の入力信号レベルを＋１６ｄＢ高くする。そして、ＡＭＰ４２３は、ゲインが＋４０ｄＢに設定され、長距離レベル（信号レベルの減衰量が−７０から−４２ｄＢｍ）の入力信号レベルを＋４０ｄＢ高くする。
【００７６】
ＳＷ４２４，４２５，４２６は、ホールド回路４２９を介して入力されるＳＷ制御信号に応じて、選択されたＡＭＰの変換出力を周波数変換４３０へ出力するように切替制御を行う。たとえば、入力信号が、減衰量の最も少ない短距離レベル（−１８〜１０ｄＢｍ）内にあれば、ＡＭＰ（Ｇ＝−１０ｄＢ）４２１と、ＳＷ４２４をオンし、他をオフする。入力信号が中距離レベル（−４２〜−１８ｄＢｍ）内であれば、ＡＭＰ（Ｇ＝１６ｄＢ）４２２と、ＳＷ４２５をオンし、他をオフとする。そして、入力信号が長距離レベル（−７０〜−４２ｄＢｍ）内であれば、ＡＭＰ（Ｇ＝４０ｄＢ）４２３と、ＳＷ４２６とをオンし、他をオフする。このように、並列接続されるＡＭＰのいずれかと、ＡＭＰと直列接続するＳＷとが、入力信号レベルに合わせて選択される。
【００７７】
ＲＳＳＩ検出回路４２７は、入力信号の強度に応じた出力信号を発生させる。
図９は、ＲＳＳＩ検波特性を示した図である。図の例では、入力信号の信号レベル（−７０〜１０ｄＢｍ）に応じたＲＳＳＩ電圧信号が出力される。
【００７８】
ＳＷ制御４２８は、図９に示したようなＲＳＳＩ検出回路４２７のＲＳＳＩ電圧信号に応じて、選択するＡＭＰを決定する。
図１０は、本実施の形態のＳＷ制御の構成の一例を示した回路図である。
【００７９】
トランジスタＴ１のベースには、基準となる基準電源電圧Ｖｄが印加され、トランジスタＴ２のベースには、Ｖｉｎ＝ＲＳＳＩ検波電圧が印加される。ここで、Ｖｉｎ＜Ｖｄの場合、ＳＷ−ＢがＨｉｇｈ、ＳＷ−ＡがＬｏｗになる。また、Ｖｉｎ＞Ｖｄの場合、ＳＷ−ＢがＬｏｗ、ＳＷ−ＡがＨｉｇｈになる。
【００８０】
このようにして、入力されるＲＳＳＩ検波電圧の大きさに応じて、ＳＷ制御信号を発生させ、ＳＷを制御する。なお、図は、ＳＷが２つの場合の例を示しているが、本実施の形態では、同様にして、３つのＳＷが制御される。
【００８１】
ＳＷ制御４２８では、ＲＳＳＩ検波電圧に基づき、入力信号レベルに応じてＳＷを制御し、ＡＭＰ４２１，４２２，４２３を選択することにより、入力信号レベルの変動量を圧縮する。以下、ＡＭＰの切替動作について説明する。
【００８２】
図１１は、第１の実施の形態のステップＡＧＣ回路による入力信号と出力信号のレベル変化を示した図である。
入力信号範囲４２０１は、図８に示した入力信号のレベル範囲（横軸）を示している。また、出力信号範囲４２０２は、ＡＭＰ４２１，４２２，４２３によって変換された後の出力信号のレベル範囲を示している。
【００８３】
上述のように、入力信号の信号レベルは、ケーブルの距離と信号の周波数とに応じて決まる。ステップＡＧＣ回路４２０に入力する時点では、ＯＦＤＭ信号の１波の帯域の信号が分離されて入力されるので、信号レベルは、ケーブル長に応じて決まる。
【００８４】
ケーブル短距離時のレベル４２１１、すなわち減衰量が最も少ない領域の入力信号（−１８〜１０ｄＢｍ）に対しては、ＡＭＰ４２１が適用される。したがって、ゲインが−１０ｄＢのレベル変換が行われ、ケーブル短距離時の出力レベル（−２８〜０ｄＢｍ）４２１２に変換される。
【００８５】
ケーブル中距離時のレベル４２２１、すなわち減衰量が中程度の領域の入力信号（−４２〜−１８ｄＢｍ）に対しては、ＡＭＰ４２２が適用される。したがって、ゲインが１６ｄＢのレベル変換が行われ、ケーブル中距離時の出力レベル（−２６〜−２ｄＢｍ）４２２２に変換される。
【００８６】
そして、ケーブル長距離時のレベル４２３１は、最大ケーブル長（１ｋｍ）までのケーブルで、減衰量が最も大きい領域の入力信号（−７０〜−４２ｄＢｍ）に対しては、ＡＭＰ４２３が適用される。したがって、ゲインが４０ｄＢのレベル変換が行われ、ケーブル長距離時の出力レベル（−３０〜−２ｄＢｍ）４２３２に変換される。
【００８７】
このように、ＡＭＰ４２１，４２２，４２３が選択的に適用されることにより、受信信号の信号レベルを、入力信号範囲（−７０〜１０ｄＢｍ）４２０１から出力信号範囲（−３０〜０ｄＢｍ）４２０２に圧縮することができる。
【００８８】
なお、図１１は一例であり、設置するＡＭＰの数やゲインは、適宜設定される。
ホールド回路４２９は、ホールド制御信号に応じて、ＳＷ４２４，４２５，４２６による切替状態の変更可否を制御する。
【００８９】
図１２は、ホールド回路の構成の概要を示した図である。
ホールド回路４２９は、ＳＷ制御４２８から入力されるＡＭＰ制御信号に応じて、ＳＷ４２４，４２５，４２６を作動させるＳＷ制御電圧を生成するＳＷ制御信号生成部４２９１，４２９２，４２９３と、ホールド制御電流に応じて、ＳＷ制御信号生成部４２９１，４２９２，４２９３をオン・オフするトランジスタＴ３，Ｔ４，Ｔ５を有する。
【００９０】
トランジスタＴ３，Ｔ４，Ｔ５のベースには、ホールド制御電流が印加されており、ホールド制御電流の有無に応じて、ＳＷ制御信号生成部４２９１，４２９２，４２９３の電流供給をオン・オフする。
【００９１】
ＳＷ制御信号生成部４２９１は、トランジスタＴ３がオンのとき、ＡＭＰ４２１制御電圧に応じて、ＳＷ４２４を制御するＳＷ４２４制御電圧を生成する。ＳＷ制御信号生成部４２９２は、トランジスタＴ４がオンのとき、ＡＭＰ４２２制御電圧に応じて、ＳＷ４２５を制御するＳＷ４２５制御電圧を生成する。ＳＷ制御信号生成部４２９３は、トランジスタＴ５がオンのとき、ＡＭＰ４２３制御電圧に応じて、ＳＷ４２６を制御するＳＷ４２６制御電圧を生成する。
【００９２】
ＳＷ制御信号生成部４２９１，４２９２，４２９３を含むホールド回路の詳細を説明する。
図１３は、ホールド回路の構成を示した回路図である。図は、ＳＷ制御信号生成部４２９１の内部回路を示した図である。なお、ＳＷ制御信号生成部４２９２，４２９３も同様に構成される。
【００９３】
トランジスタＴ６，Ｔ７は、双安定マルチバイブレータを形成し、トランジスタＴ８，Ｔ９により形成されるドライブ回路によってＳＷ制御電圧を変化させる。また、ドライブ回路を形成するトランジスタＴ８，Ｔ９は、エミッタに接続するトランジスタＴ３によってオン・オフされる。また、トランジスタＴ８のベースには、ＡＭＰ制御電圧が印加される。
【００９４】
すなわち、ホールド制御電流が流れる（オン）の場合には、ドライブ回路が作動状態になり、ＡＭＰ制御電圧がオンであればＳＷ制御電圧がオンになり、ＡＭＰ制御電圧がオフのとき、ＳＷ制御電圧がオフする。ホールド制御電流が流れなくなった（オフ）の場合には、ドライブ回路が停止状態となり、ＡＭＰ制御電圧が変化しても双安定マルチバイブレータを作動させることはない。この状態では、双安定マルチバイブレータは、直前のＳＷ制御電圧の状態を保持する。
【００９５】
図１４は、ホールド回路の動作を示した波形図である。（Ａ）は、ＳＷ制御電圧がオンを保持する場合を示しており、（Ｂ）は、ＳＷ制御電圧がオフを保持する場合を示している。
【００９６】
（Ａ）オン保持の場合について説明する。ホールド制御信号がオフである間は、ＳＷ制御信号は、ＡＭＰ制御信号と同様にオン・オフ変化する。そして、図の例では、ホールド制御信号がオンに変化したとき、ＡＭＰ制御信号はオンであるので、ＳＷ制御信号もオンになる。ホールド制御信号がオンである間は、ドライブ回路がオフするので、ＡＭＰ制御信号が変化しても、ＳＷ制御信号はオンに固定される。
【００９７】
そして、ホールド制御信号がオフになると、ドライブ回路がオンになるので、ＡＭＰ制御信号がＳＷ制御信号に反映される。
（Ｂ）オフ保持の場合について説明する。ホールド制御信号がオフである間の動作は、（Ａ）と同様である。ホールド制御信号がオンに変化したとき、図の例では、ＡＭＰ制御信号がオフであるので、ＳＷ制御信号もオフになる。ホールド制御信号がオンである間は、ドライブ回路がオフするので、ＡＭＰ制御信号が変化しても、ＳＷ制御信号はオフに固定される。そして、ホールド制御信号がオフになると、ドライブ回路がオンになるので、ＡＭＰ制御信号がＳＷ制御信号に反映される。
【００９８】
以上のように、双安定マルチバイブレータ、これをドライブする回路、及びホールド時にドライブ回路をオフする回路で構成することにより、外乱などの影響をまったく受けない、安定した切替が実現する。また、双安定マルチバイブレータの出力は、トランジスタのオン電圧と抵抗分圧で決まり、温度変化も少なく、切替ＳＷの制御電圧として有効であり、素子数の削減という効果も得られる。
【００９９】
このようなホールド回路４２９を用いれば、ケーブルの温度変化などによる信号レベルの減衰量変動、干渉や、飛び込みなどの妨害信号によるＲＳＳＩ検出回路４２７の検出信号の変動などにより、ＡＭＰ切り替え時の信号瞬断を防止することができる。ＡＭＰの切り替え時には、伝送信号が一瞬途切れる。このため、ホールド回路４２９によって切替状態を固定しておくことにより、本放送時に画像が一瞬途切れるなどの問題の発生を防止することができる。したがって、カメラ１１０の配置後のテスト時間などに、ステップＡＧＣ回路４２０におけるＡＭＰ自動選択を実行させ、最適なＡＭＰが選択された後は、ホールド回路４２９によりその切替状態を固定させる。
【０１００】
次に、第２の実施の形態について説明する。第１の実施の形態では、受信信号の信号レベルを３領域に分割し、ステップＡＧＣ回路４２０の増幅器を並列接続としたが、第２の形態では、受信信号レベルを４領域に分割し、増幅器を従属接続とする。
【０１０１】
信号レベルを３領域に分割した場合、４分割に比べて各領域のレベル範囲が広くなる。実際の回路では、ＡＭＰの特性のバラツキや、ＲＳＳＩ検出器の温度特性や検波電圧のバラツキなどにより、信号レベル領域が広くなると、その両端範囲では出力信号がひずむ恐れがあり、調整が難しい。また、１つの信号レベル領域が広くなると、隣接する領域と重なるオーバーラップ分を十分に確保することも難しくなり、ＡＭＰの切り替えポイントの精度を高くする必要が生じる。しかしながら、第１の実施の形態のように各信号レベル領域に合わせて用意された複数のＡＭＰを並列接続する構成によって信号レベル領域を増やすことは容易ではない。ＡＭＰの段数が増えるほど寄生素子の影響も大きくなるため、入力インピダンスのマッチングが難しくなるからである。また、ＡＭＰが増えると、回路規模も増大してしまうという問題もある。
【０１０２】
そこで、第２の実施の形態のステップＡＧＣ回路では、ＡＭＰを従属接続し、ＡＭＰの組み合わせで各信号レベル領域に適したゲインを設定することにより、ＡＭＰの台数の増加を抑える。なお、第２の実施の形態のゲイン制御回路の構成要素は、ステップＡＧＣ回路を除き、図７に示した第１の実施の形態のゲイン制御回路と同じである。そこで、図７に示した構成要素の符号を用いて第２の実施の形態における機能を説明する。
【０１０３】
図１５は、第２の実施の形態のステップＡＧＣ回路を示したブロック図である。このステップＡＧＣ回路５００を第１の実施の形態のステップＡＧＣ回路４２０と置き換えることによって、第２の実施の形態のゲイン制御回路が形成される。
【０１０４】
ステップＡＧＣ回路５００は、入力信号のレベルを調整するバッファＡＭＰ５０１、抵抗５０２、抵抗５０３、第１ＡＭＰ５０４、及び第２ＡＭＰ５０５と、次段の周波数変換４３０へ出力する信号を選択する第１ＳＷ５１１、第２ＳＷ５１２、及び第３ＳＷ５１３と、信号レベルを検出するＲＳＳＩ検出回路５２１と、ＳＷ制御５２２と、を有する。
【０１０５】
バッファＡＭＰ５０１は、便宜上ＡＭＰと表記しているが、実際はバッファである。抵抗減衰器として機能する抵抗５０２と、抵抗５０３とは、入力信号に対して並列接続されており、抵抗５０２はバッファＡＭＰ５０１に接続する。たとえば、抵抗５０２に３３０Ω、抵抗５０３に１ｋΩが設定され、このような抵抗分圧によって、バッファＡＭＰ５０１がオンしたときは、入力信号を−１２ｄＢ減衰させることができる。
【０１０６】
第１ＡＭＰ５０４と、第２ＡＭＰ５０５とは、縦続接続しており、入力信号から見て第１ＡＭＰ５０４が初段になる。第１ＡＭＰ５０４にはゲイン１６ｄＢ、第２ＡＭＰ５０５にはゲイン２０ｄＢが設定されている。このようなＡＭＰによって、第１ＡＭＰ５０４のみが選択された場合、及び第１ＡＭＰ５０４と第２ＡＭＰ５０５とが選択された場合の２種類のゲイン設定を行うことができる。
【０１０７】
第１ＳＷ５１１は、抵抗５０３を介して伝達される信号を選択して出力する。第２ＳＷ５１２は、第２ＡＭＰ５０５に接続し、第１ＡＭＰ５０４及び第２ＡＭＰ５０５を経由して伝達される変換出力信号を選択して出力する。第３ＳＷ５１３は、第１ＡＭＰ５０４と、第２ＡＭＰ５０５との間に接続し、第１ＡＭＰ５０４によって変換された変換出力信号を選択して出力する。
【０１０８】
ＲＳＳＩ検出回路５２１は、入力信号の強度に応じた出力信号を発生させる。ＳＷ制御５２２は、ＲＳＳＩ検出回路５２１が検出した信号強度が該当する信号レベル領域を検索し、検索された信号レベル領域に適したゲインとなるようにＳＷ及びＡＭＰを制御する。ＨＯＬＤ５２３は、ＳＷ制御５２２の切替制御信号を、ホールド制御信号がオフのときにはＡＭＰとＳＷに伝達し、ホールド制御信号がオンのときには伝達しない。
【０１０９】
このように、ステップＡＧＣ回路５００では、４つのＡＭＰと４つのＳＷとを用いることなく、２つのＡＭＰ（第１ＡＭＰ５０４，第２ＡＭＰ５０５）と、減衰器（抵抗５０２，抵抗５０３，バッファＡＭＰ５０１）と、３つのＳＷ（第１ＳＷ５１１、第２ＳＷ５１２、第３ＳＷ５１３）とによって、４領域に対応するゲイン設定を行うことができる。
ここで、上記のステップＡＧＣ回路５００のゲイン設定について説明する。図１６は、信号レベル領域を４分割した場合のゲイン設定の一例を示した図である。
【０１１０】
ステップＡＧＣ回路５００では、入力信号の信号レベルの減衰量に応じて、領域を４つに分割する。分割された信号レベル領域は、それぞれ、便宜的に、ケーブルの距離が極めて短く、減衰量が最も小さい最短距離レベル６０１、ケーブルの距離が最短距離よりは長く、減衰量もより大きい短距離レベル６０２、ケーブルの距離が中距離で、減衰量もさらに大きい中距離レベル６０３、及びケーブルの距離が長く、最も減衰量の大きい長距離レベル６０４とする。最短距離レベル６０１（信号レベルの減衰量が０〜−２３ｄＢ程度）内の入力信号は、−１２ｄＢ減衰する。短距離レベル６０２（信号レベルの減衰量が−１８〜−４２ｄＢ程度）内の入力信号をそのまま出力する。中距離レベル６０３（信号レベルの減衰量が−３６〜−６２ｄＢ程度）内の入力信号レベルを＋１６ｄＢ高くする。そして、長距離レベル６０４（信号レベルの減衰量が−５２〜−７９ｄＢ程度）内の入力信号レベルを＋４０ｄＢ高くする。
【０１１１】
このように信号レベル領域を４分割にしたことで、３分割と比較し、各領域が重なるオーバーラップ分を余分に確保することができる。このようにオーバーラップ分が広くなったことにより、ＡＭＰのオーバーラップ分も増え、切り替えポイントがラフであっても、信号の歪みなどの問題は起きない。
【０１１２】
次に、各信号領域とＳＷ制御との関係について説明する。図１７は、第２の実施の形態のステップＡＧＣ回路のＳＷ制御を示した図である。図は、４つの領域それぞれのゲインと、そのゲインを得るためのＳＷ及びＡＭＰの動作状態との関係を示した図である。ここでは、短距離レベル６０２を基準とし、最短距離レベル６０１、中距離レベル６０３、及び長距離レベル６０４の信号を、短距離レベル６０２内にレベル変換する。
【０１１３】
信号レベル領域が最短距離６１１の場合、受信信号は、短距離レベル６０２よりも信号レベルが高いので、減衰器によって−１２ｄＢ減衰させるようにゲインが設定される。このため、第１ＳＷ５１１がＯＮ、第２ＳＷ５１２及び第３ＳＷ５１３がＯＦＦ、バッファＡＭＰ５０１がＯＮ、第１ＡＭＰ５０４及び第２ＡＭＰ５０５がＯＦＦに切替制御される。このように、バッファＡＭＰ５０１がオンしているときは、抵抗５０２，５０３、バッファＡＭＰ５０１は、抵抗分圧による減衰動作を行う。こうして、減衰された信号は、第１ＳＷ５１１を介して次段の周波数変換４３０に出力される。なお、このとき、ケーブル側から見ると、初段の第１ＡＭＰ５０４が接続している。しかしながら、このときの入力信号レベルは、最短距離レベルであり、入力信号は十分過ぎるほど大きい。したがって、初段の第１ＡＭＰ５０４のインピダンスの影響によってノイズなどが若干生じても、全く問題とならない。
【０１１４】
信号レベル領域が短距離６１４の場合、受信信号は、増幅及び減衰させずに出力される。このため、第１ＳＷ５１１がＯＮ、第２ＳＷ５１２及び第３ＳＷ５１３がＯＦＦ、バッファＡＭＰ５０１がＯＦＦ、第１ＡＭＰ５０４及び第２ＡＭＰ５０５がＯＦＦに切替制御される。バッファＡＭＰ５０１がオフになるため、十分高いインピダンスとなる。このため減衰動作は行われず、入力信号は、その信号レベルのまま第１ＳＷ５１１から出力される。
【０１１５】
信号レベル領域が中距離６１３の場合、受信信号レベルは短距離レベル６０２より少し低いので、ゲイン１６ｄＢで増幅する。このため、第３ＳＷ５１３がＯＮ、第１ＳＷ５１１及び第２ＳＷ５１２がＯＦＦ、第１ＡＭＰ５０４がＯＮ、バッファＡＭＰ５０１及び第２ＡＭＰ５０５がＯＦＦに切替制御される。このように、第１ＡＭＰ５０４と、第３ＳＷ５１３がＯＮ、他がＯＦＦしているので、入力信号は、ゲイン１６ｄＢの第１ＡＭＰ５０４で増幅された後、第３ＳＷ５１３を介して周波数変換４３０へ出力される。なお、このとき、バッファＡＭＰ５０１は、充分高いインピダンスであり、寄生素子、容量など、第１ＡＭＰ５０４に与える影響はほとんどない。
【０１１６】
信号レベル領域が長距離６１４の場合、受信信号レベルは中距離レベル６０３よりさらに低くなる。そこで、入力信号をゲイン４０ｄＢで増幅する。このため、第２ＳＷ５１２がＯＮ、第１ＳＷ５１１及び第３ＳＷ５１３がＯＦＦ、第１ＡＭＰ５０４がＯＮ、第２ＡＭＰ５０５もＯＮ、バッファＡＭＰ５０１がＯＦＦに切替制御される。このように、第１ＡＭＰ５０４、第２ＡＭＰ５０５、及び第２ＳＷ５１２がＯＮ、他はＯＦＦしているので、入力信号は、ゲイン１６ｄＢの第１ＡＭＰ５０４、ゲイン２０ｄＢの第２ＡＭＰ５０５で増幅された後、第２ＳＷ５１２を介して周波数変換４３０へ出力される。なお、このとき、バッファＡＭＰ５０１による影響がないことは、中距離の場合と同様である。
【０１１７】
以上のように、ステップＡＧＣ回路５００では、縦続接続された２つのＡＭＰと、２つの抵抗とバッファＡＭＰと、３つのＳＷという構成で、４種類のゲイン設定が可能となる。この構成は、ケーブル側から見ると、初段ＡＭＰ、すなわち第１ＡＭＰ５０４が１つだけ接続しているのと同等であり、第１ＡＭＰ５０４とのインピダンスマッチングだけを考慮すればよくなり、回路設計が容易になる。また、４つのＡＭＰと４つのＳＷとを必要としないで、４種類のゲイン設定が可能であるため、回路規模を小さくし、コストを抑えることが可能となる。
【０１１８】
このようなステップＡＧＣ回路によって変換出力される出力信号について説明する。図１８は、第２の実施の形態のステップＡＧＣ回路による入力信号と出力信号のレベル変化を示した図である。
【０１１９】
縦軸の入力信号の変動範囲は、図１６に示した入力信号のレベル範囲（横軸）を示している。また、出力信号範囲６０５０は、ステップＡＧＣ回路５００によって変換された後の出力信号のレベル範囲を示している。
【０１２０】
図に示したように、入力信号の変動範囲は、信号レベルが最も大きいケーブル最短距離時のレベル６０１１から、ケーブルの長さに応じて、ケーブル短距離時のレベル６０２１、ケーブル中距離時のレベル６０３１、及びケーブル長距離時のレベル６０４１がある。それぞれのレベル領域にはオーバーラップ分が確保されている。ここでは、ケーブル短距離時のレベル６０２１が基準となるので、出力信号範囲６０５０は、ケーブル短距離時のレベル６０２１の範囲内になる。
【０１２１】
そこで、入力信号レベルがケーブル短距離時のレベル６０２１内の場合は、入力信号はそのまま短距離の範囲６０２２に出力される。入力信号レベルがケーブル最短距離時のレベル６０１１内の場合は、入力信号をゲイン−１２ｄＢで減衰し、出力信号範囲６０５０内の最短距離の範囲６０１２に変換する。入力信号レベルがケーブル中距離時のレベル６０３１内の場合は、入力信号をゲイン１６ｄＢで増幅し、出力信号範囲６０５０内の中距離の範囲６０３２に変換する。入力信号レベルがケーブル長距離時のレベル６０４１内の場合は、入力信号をゲイン４０ｄＢで増幅し、出力信号範囲６０５０内の長距離の範囲６０４２に変換する。
【０１２２】
このように、入力信号の変動範囲を４分割したそれぞれの信号レベル領域の信号レベルが変換され、出力信号範囲６０５０に圧縮される。
次に、カメラ１１０について説明する。カメラ１１０の受信信号（Ｈ）処理部１１４も、図７と同様に構成される。しかしながら、本放送に利用されるカメラＨＤ信号に対し、カメラ１１０の受信信号は、カメラＨＤリターン信号である。カメラＨＤリターン信号は、撮影者が確認用に利用するものであるので、本放送用のカメラＨＤ信号とは異なり、瞬断であれば、問題ない。したがって、カメラ１１０の受信信号（Ｈ）処理部１１４は、ステップＡＧＣ回路４２０からホールド回路４２９を省いた構成とすることもできる。
【０１２３】
以上のように、本実施の形態によれば、カメラ１１０と制御装置１２０との間で、ＯＦＤＭ信号を用いてＯＦＤＭ信号を伝送する場合に、信号レベルに応じた複数のＡＭＰを切り替えてレベル変換を行うステップＡＧＣ回路により、ケーブル距離が長くなるに従って増大する信号レベルの変動量を復調回路に適した信号レベル範囲に圧縮することができる。
【０１２４】
このように、最大ケーブル延長点でも近距離地点と同じ信号品質を得られるというＯＦＤＭ信号の利点に加え、入力信号レベルの変動を吸収し、Ｓ／Ｎの劣化を最小限にすることができることにより、同軸ケーブルのケーブル長を従来の２倍以上に延ばすことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０１２５】
【図１】実施の形態に適用される発明の概念図である。
【図２】レベル変換器を並列に接続する構成を示したブロック図である。
【図３】本発明に係る増幅器の入力信号と出力信号の関係を示した図である。
【図４】レベル変換器を従属接続する構成を示したブロック図である。
【図５】実施の形態の放送信号伝送システムの構成を示した構成図である。
【図６】本発明の実施の形態に適用されるＯＦＤＭ信号とケーブル損失特性を示した図である。
【図７】第１の実施の形態の受信信号処理部の構成例を示したブロック図である。
【図８】信号レベル領域を３分割した場合のゲイン設定の一例を示した図である。
【図９】ＲＳＳＩ検波特性を示した図である。
【図１０】本実施の形態のＳＷ制御の構成の一例を示した回路図である。
【図１１】第１の実施の形態のステップＡＧＣ回路による入力信号と出力信号のレベル変化を示した図である。
【図１２】ホールド回路の構成の概要を示した図である。
【図１３】ホールド回路の構成を示した回路図である。
【図１４】ホールド回路の動作を示した波形図である。
【図１５】第２の実施の形態のステップＡＧＣ回路を示したブロック図である。
【図１６】信号レベル領域を４分割した場合のゲイン設定の一例を示した図である。
【図１７】第２の実施の形態のステップＡＧＣ回路のＳＷ制御を示した図である。
【図１８】第２の実施の形態のステップＡＧＣ回路による入力信号と出力信号のレベル変化を示した図である。
【図１９】同軸ケーブルにおける信号の周波数と減衰量の関係を示した図である。
【図２０】従来の代表的なＡＧＣ回路を示した回路図である。
【符号の説明】
【０１２６】
１・・・ゲイン制御回路、１ａ・・・ゲイン制御回路（レベル変換器並列接続）、１ｂ・・・ゲイン制御回路（レベル変換器従属接続）、１１・・・信号レベル変換部、１１ａ・・・増幅器（Ｌ）、１１ｂ・・・増幅器（Ｍ）、１１ｃ・・・増幅器（Ｈ）、１１ｄ，１１ｅ，１１ｆ・・・増幅器、１２・・・切替部、１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄ，１２ｅ，１２ｆ・・・切替回路、１３・・・信号レベル検出部、１３ａ・・・信号レベル検出回路、１４・・・切替制御部、１４ａ・・・切替制御回路、１５・・・ホールド部、１５ａ，１５ｂ，１５ｃ・・・ホールド回路
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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