JP2000286904A - デジタル信号処理システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ＡＤ変換後の信号に対して通信信号が与える
影響を低減したデジタル信号処理システムを提供する。 【解決手段】 データ通信回路２とＡＤ変換回路３はシ
ステムクロック生成回路１の生成したシステムクロック
を基準にして動作し、データ通信回路２の通信信号Ｓ１
の周波数はＡＤ変換回路３のサンプリング周波数のＮ／
２倍であり、データ通信回路２は通信信号Ｓ１の位相を
調節する機能を備え、ＡＤ変換回路３のサンプリング時
に通信信号Ｓ１の振幅が０になるように位相を調整せし
めることにより、ＡＤ変換後の信号に対する通信信号Ｓ
１の影響を低減することを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】アナログ信号をＡＤ変換した
後、デジタル信号処理を行うデジタル信号処理システム
で、特に、データ通信のための通信回路が送受信する通
信データがアナログ信号に重畳されるようなデジタル信
号処理システムに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来よりアナログ信号をＡＤ変換した後
デジタル信号処理を行うデジタル信号処理システムで、
データ通信のための通信回路が送受信する通信データ
が、アナログ信号に重畳されるような場合は、ＡＤ変換
後の信号に通信データが混入しないように、ＡＤ変換回
路の前に通信データを除去するためのフィルタ回路を設
けていた。この場合、通信信号の影響がＡＤ変換後のデ
ータに現れないようにするためには、通信信号をＡＤ変
換回路の分解能と入力電圧範囲によって決まる電圧振幅
まで減衰させる必要がある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところが従来の構成で
は、通信信号の周波数帯と処理しようとするアナログ信
号の周波数帯が近接している場合には、極めて急峻な特
性を有するフィルタが必要となり、回路のコストや実装
面積を増大させるという問題があった。

【０００４】本発明は、上記のような問題を解決するた
めになされたもので、その目的とするところは、ＡＤ変
換後の信号に対して通信信号が与える影響を低減したデ
ジタル信号処理回路システムを提供することである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明の請求項１記載の
発明にあっては、データ通信回路はＡＤ変換回路のサン
プリング周波数以上の単一周波数又は複数周波数の正弦
波信号又は正弦波信号の振幅を変化させた通信信号の送
信又は送受信を行なう回路で、ＡＤ変換回路はデジタル
回路で信号処理しようとする対象の信号にデータ通信回
路の送信又は受信しようとする信号が重畳された信号が
入力され、データ通信回路とＡＤ変換回路はシステムク
ロック生成回路の生成したシステムクロックを基準にし
て動作し、データ通信回路の通信信号の周波数はＡＤ変
換回路のサンプリング周波数のＮ／２倍（Ｎ：整数）で
あり、データ通信回路は通信信号の位相を調節する機能
を備えることを特徴とするものである。

【０００６】請求項２記載の発明にあっては、データ通
信回路は、データ通信回路の通信信号のみを選択的に入
力するデータセレクタ機能を備えることを特徴とするも
のである。

【０００７】請求項３記載の発明にあっては、データ通
信回路は、通信信号の位相の調節量を段階的に設定する
位相調整量設定手段を備えることを特徴とするものであ
る。

【０００８】請求項４記載の発明にあっては、データ通
信回路は、通信信号の位相を調節する機能を持たず、デ
ータ通信回路の通信信号のみを選択的に入力するデータ
セレクタ機能を備え、ＡＤ変換器の出力をＤＡ変換する
ＤＡ変換回路と、ＤＡ変換回路の出力をＡＤ変換回路の
入力に減算する減算回路を備えることを特徴とするもの
である。

【０００９】請求項５記載の発明にあっては、データ通
信回路は通信信号の位相を調節する機能を持たず、デジ
タル回路においてＡＤ変換回路の直流電圧値を監視し
て、規定値以上の直流電圧値を検出したときに信号処理
を停止することを特徴とするものである。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係るデジタル信号
処理システムの第１の実施の形態を図１乃至図６に、第
２の実施の形態を図７に、第３の実施の形態を図８及び
図９に、第４の実施の形態を図１０に基づいて、夫々詳
細に説明する。 ［第１の実施の形態］本実施の形態は図１に示すよう
に、システムクロック生成回路１と、データ通信回路２
と、ＡＤ変換回路３と、デジタル回路４と、から構成さ
れる。

【００１１】データ通信回路２は、ＡＤ変換回路３のサ
ンプリング周波数のＮ／２倍（Ｎは２以上の整数）の単
一周波数又は、複数周波数の正弦波信号又は、正弦波信
号の振幅を変化させた通信信号の送信あるいは送受信を
行う。図２に、単一周波数の正弦波の振幅を変化させた
通信信号Ｓ１の一例として、振幅シフトキーイング信号
を示す。この信号は、図２（ａ）に示すように論理１の
ときに振幅０、論理１のときに振幅Ａ（Ａは任意）の単
一周波数の正弦波を対応づけた信号である。またデータ
通信回路２は、このような信号の送受信を行う回路であ
り、通信信号Ｓ１の送受信タイミングは、システムクロ
ック生成回路１の生成するシステムクロックＫを基準と
して生成する。

【００１２】ＡＤ変換回路３は、アナログ信号を一定の
周期（サンプリング周波数周期）でサンプリングして量
子化し、デジタル信号を出力する回路で、例えば逐次比
較型ＡＤ変換器等である。システムクロック生成回路１
は、データ通信回路２とＡＤ変換回路３の動作の基準と
なる矩形波信号を生成する回路で、例えば水晶発振回路
である。

【００１３】図３に、各回路の入出力波形の一例を示
す。ＡＤ変換回路３は、図３（ａ）に示すシステムクロ
ックＫを分周して作成した図３（ｂ）に示すサンプリン
グクロックの周期Ｔ１で入力信号をサンプリング／量子
化する。例えば、図３（ｂ）中の下矢印の点の入力信号
を量子化する。データ通信回路２は、同じくシステムク
ロックＫを分周したクロックで正弦波波形を生成して出
力する。図３の例では、正弦波周波数は、ＡＤ変換回路
サンプリング周波数の９／２倍としている。ＡＤ変換回
路３には、データ通信回路２からＡＤ変換回路３までの
回路遅延によって遅延した図３（ｄ）に示すデータ通信
信号が入力される。

【００１４】なお、図３では簡単のためにデータ通信信
号のみを記しているが、実際は、デジタル回路で処理し
ようとする対象の信号、例えば音声信号にデータ通信信
号が重畳された波形となる。

【００１５】図４は、データ通信回路２の一例を示すブ
ロック図である。システムクロック分周回路５は、図５
に示すようにＤフリップフロップ回路から構成されたも
のであり、システムクロック分周回路で正弦波信号の周
波数の矩形波を作成する際、分周を開始するタイミング
を任意に選択できるように構成し位相を調整する。分周
開始タイミングは、図３（ｄ）に示すようにＡＤ変換回
路３のサンプリングポイントでのＡＤ変換回路３に入力
される通信信号が、振幅０になるように設定する。次に
論理積回路６で送信したいデータと論理積をとり、バン
ドパスフィルタ７によって、矩形波を正弦波信号の周波
数で帯域制限して正弦波を得る。

【００１６】ここで、図６のように、システムクロック
分周回路５では位相を調整せずに、バンドパスフィルタ
７の後にディレイライン８を挿入して信号を遅延させて
もよい。以上の実施例では、データ通信回路２の出力す
る信号Ｓ１は、ＡＤ変換回路３のサンプリングポイント
で振幅が常に０になるように位相を調整されており、Ａ
Ｄ変換回路３の出力には影響が現れない。

【００１７】なお、上記の構成で、位相調整量をシステ
ムの設計時又は、システムの入出力線に回路を接続した
ときに、データ通信回路２からＡＤ変換回路３までの位
相遅延量をあらかじめ算出し、データ通信回路２に設定
することにより位相を調整するようにしても良い。 ［第２の実施の形態］図７は、本発明の第２の実施の形
態の構成例を示したブロック図である。なお、本実施の
形態のデジタル信号処理システムの基本構成は、第１の
実施の形態のものとよく似ており、同じ部分については
同一の番号を付して、その詳細な説明を省略する。

【００１８】データセレクタ９によってデジタル信号処
理システムの入出力線を切断し、通信信号以外の信号が
ＡＤ変換回路３に入力されないようにしたあと、データ
通信回路２から通信信号Ｓ１を出力し、ＡＤ変換回路３
の出力をデータ通信回路２に入力する。

【００１９】データ通信回路２は、ＡＤ変換回路３から
入力された値が０に近づくように通信信号の位相を調整
する。データ通信回路２は、図５のように段階的に位相
を調整することができ、図８に示すシーケンスに従って
位相を調整することにより、ＡＤ変換回路３のサンプリ
ングポイントで振幅が常に０になるようにする。ここ
で、ステップ３００におけるＡは、位相遅延設定最小幅
で決まる誤差範囲から設定する。ステップ５００で位相
の調整が終了すれば、データセレクタ機能によりデジタ
ル信号処理システムの入出力線を接続して、通常動作に
復帰する。 ［第３の実施の形態］図９は、本発明の本発明の第３の
実施の形態の構成例を示したブロック図である。なお、
本実施の形態のデジタル信号処理システムの基本構成
は、第１の実施の形態のものとよく似ており、同じ部分
については同一の番号を付して、その詳細な説明を省略
する。

【００２０】データ通信回路２は位相を調整する機能を
備えず、データセレクタ機能によってデジタル信号処理
システムの入出力線を切断し、通信信号以外の信号がＡ
Ｄ変換回路に入力されないようにしたあと、データ通信
回路２から通信信号を出力し、ＡＤ変換回路３の出力を
ＤＡ変換回路１０に保持して電圧振幅に変換した後、Ａ
Ｄ変換回路３の入力から減算回路１３で減算することに
より、通信信号とＡＤ変換回路３のサンプリングポイン
トとの位相のずれによって生じる直流電圧振幅をキャン
セルする。ＡＤ変換を一回行った後に、データセレクタ
機能によりデジタル信号処理システムの入出力線を接続
して、通常動作に復帰する。

【００２１】ここで、直流成分を減算するとＡＤ変換回
路３の出力には直流分が含まれなくなるので、ＤＡ変換
回路１０は通常動作中は直流電圧値を保持しつづける。
また、通信信号が入力されていないときには直流成分は
もともと現れないため、データ通信回路２は通信信号を
出力するときのみＤＡ変換回路１０の出力値を減算回路
１３に入力するように、ＤＡ変換回路１０を制御する。 ［第４の実施の形態］図１０は、本発明の本発明の本発
明の第４の実施の形態の構成例を示したブロック図であ
る。なお、本実施の形態のデジタル信号処理システムの
基本構成は、第１の実施の形態のものとよく似ており、
同じ部分については同一の番号を付して、その詳細な説
明を省略する。

【００２２】データ通信回路２は位相を調整する機能を
備えずに、ＡＤ変換器３の出力からローパスフィルタ１
１によって直流成分を抽出し、直流成分を検出するコン
パレータ１２によって予め定めた閾値以上に直流成分が
検出されたときには、デジタル回路４に検出信号Ｓ４を
出力し、デジタル回路４は信号処理動作を停止する。こ
れにより、通信信号Ｓ１による信号処理の誤動作を低減
する。

【００２３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の請求項１
記載の発明にあっては、ＡＤ変換回路のサンプリング時
に通信信号の振幅が０になるように位相を調整せしめる
ことにより、特性の良い前置フィルタ等を設けることな
くＡＤ変換回路の出力に通信信号の影響が現れることを
防ぐことが出来るという効果を奏する。

【００２４】請求項２記載の発明にあっては、請求項１
の発明の効果に加えて更に、データ通信回路の出力する
通信信号のみをＡＤ変換し、データ通信回路はＡＤ変換
回路の出力値が０となるように通信信号の位相を調整せ
しめることにより、位相の調整を精度良く自動的に行う
ことが出来るという効果を奏する。

【００２５】請求項３記載の発明にあっては、請求項１
の発明の効果に加えて更に、システム構築時にデータ通
信回路からＡＤ変換回路までの位相遅延量に相当する位
相調整量を、位相調整量設定手段にて設定することによ
り、位相調整が簡単な構成で行うことができるという効
果を奏する。

【００２６】請求項４記載の発明にあっては、請求項１
の発明の効果に加えて更に、通信回路の通信信号の影響
によってＡＤ変換回路の出力に現れる直流電圧を、打ち
消すことにより、ＡＤ変換後の信号に対する通信信号の
影響を低減するため、位相の調整を精度良く自動的に行
うことができるという効果を奏する。

【００２７】請求項５記載の発明にあっては、請求項１
の発明の効果に加えて更に、デジタル回路においてＡＤ
変換回路の直流電圧値を監視して、規定値以上の直流電
圧値を検出したときに信号処理を停止することにより、
簡便な回路で通信信号による信号処理の誤動作を低減す
ることができ、処理対象の信号に多少の直流成分が含ま
れている場合でも適用可能であるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態に係わるデジタル信
号処理システムの基本構成を示すブロック図である

【図２】上記デジタル信号処理システムの通信信号の信
号波形の一例を示す図である

【図３】上記デジタル信号処理システムの各部位の信号
波形の一例を示す図である

【図４】上記デジタル信号処理システムのデータ通信回
路の一例を示すブロック図である

【図５】上記デジタル信号処理システムのデータ通信回
路のシステムクロック分周回路の一例である

【図６】上記デジタル信号処理システムのデータ通信回
路の一例を示すブロック図である

【図７】本発明の第2の実施の形態に係わるデジタル信
号処理システムの基本構成を示すブロック図である

【図８】上記デジタル信号処理システムのデータ通信回
路の位相調整シーケンスを示す図である

【図９】本発明の第3の実施の形態に係わるデジタル信
号処理システムの基本構成を示すブロック図である

【図１０】本発明の第4の実施の形態に係わるデジタル
信号処理システムの基本構成を示すブロック図である

【符号の説明】

１ システムクロック生成回路 ２ データ通信回路 ３ ＡＤ変換回路 ４ デジタル回路 ５ システムクロック分周回路 ６ 論理積回路 ７ バンドパスフィルタ ８ ディレイライン ９ データセレクタ １０ ＤＡ変換回路 １１ ローパスフィルタ １２ コンパレータ Ｓ１ 通信信号 Ｓ２ ＡＤ変換回路入力 Ｓ３ ＡＤ変換回路出力 Ｓ４ 検出信号

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 システムクロック生成回路と、データ通
   信回路と、ＡＤ変換回路と、デジタル回路と、から成る
   デジタル信号処理回路において、データ通信回路は、Ａ
   Ｄ変換回路のサンプリング周波数以上の単一周波数又は
   複数周波数の正弦波信号又は正弦波信号の振幅を変化さ
   せた通信信号の送信又は送受信を行なう回路であって、
   ＡＤ変換回路はデジタル回路で信号処理しようとする対
   象の信号にデータ通信回路の送信又は受信しようとする
   信号が重畳された信号が入力され、データ通信回路とＡ
   Ｄ変換回路はシステムクロック生成回路の生成したシス
   テムクロックを基準にして動作し、データ通信回路の通
   信信号の周波数はＡＤ変換回路のサンプリング周波数の
   Ｎ／２倍（Ｎ：整数）であり、データ通信回路は通信信
   号の位相を調節する機能を備え、ＡＤ変換回路のサンプ
   リング時に通信信号の振幅が０になるように位相を調整
   せしめることにより、ＡＤ変換後の信号に対する通信信
   号の影響を低減することを特徴とするデジタル信号処理
   システム。
2. 【請求項２】 データ通信回路は、データ通信回路の通
   信信号のみを選択的に入力するデータセレクタ機能を備
   え、データセレクタ機能によって通信信号のみをＡＤ変
   換し、ＡＤ変換回路の出力値が０となるように通信信号
   の位相を調整せしめることを特徴とする請求項１記載の
   デジタル信号処理システム。
3. 【請求項３】 データ通信回路は、通信信号の位相の調
   節量を段階的に設定する位相調整量設定手段を備え、シ
   ステム構築時にデータ通信回路からＡＤ変換回路までの
   位相遅延量に相当する位相調整量を位相調整量設定手段
   に設定することを特徴とする請求項１記載のデジタル信
   号処理システム。
4. 【請求項４】 データ通信回路は、通信信号の位相を調
   節する機能を持たず、データ通信回路の通信信号のみを
   選択的に入力するデータセレクタ機能を備え、ＡＤ変換
   器の出力をＤＡ変換するＤＡ変換回路と、ＤＡ変換回路
   の出力をＡＤ変換回路の入力に減算する減算回路とを備
   え、通信回路の通信信号の影響によってＡＤ変換回路の
   出力に現れる直流電圧を打ち消すことにより、ＡＤ変換
   後の信号に対する通信信号の影響を低減することを特徴
   とする請求項１記載のデジタル信号処理システム。
5. 【請求項５】 データ通信回路は、通信信号の位相を調
   節する機能を持たず、デジタル回路においてＡＤ変換回
   路の直流電圧値を監視して、規定値以上の直流電圧値を
   検出したときに信号処理を停止することにより、通信信
   号による信号処理の誤動作を低減することを特徴とする
   請求項１記載のデジタル信号処理システム。