JP2009225156A - 周波数生成装置、周波数生成方法、信号処理装置及び信号処理方法 - Google Patents
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Abstract
入力信号に含まれる所定信号に精度良く同期しつつ、入力信号を精度良く処理する。
【解決手段】
直交化信号生成部110Aが、入力信号SIAに含まれる角周波数ωCのパイロット信号の位相を反映し、互いの直交化が図られた信号PSA1,PSA2を生成する。これらの信号PSA1,PSA2に基づいて、位相算出部120Aが、パイロット信号PSを反映した各時点における位相を算出する。この算出結果に基づいて、生成部130がパイロット信号PSを反映した角周波数を生成する。そして、生成部130により生成された角周波数に基づいて、位相補正部140が、直交化信号生成部110A内のフィルタによる位相シフトの周波数特性を補正する。
【選択図】 図1
Description
まず、本発明の第1実施形態を、図1〜図9を参照しつつ説明する。
図1には、本第1実施形態に係る信号処理装置100Aの概略的な構成がブロック図にて示されている。この信号処理装置100Aは、信号源910から出力された信号SIAを、入力端子191を介して受信して処理し、出力端子192から基準信号BSAとして出力する装置である。
PS(t)∝sin[θC(t)]=sin(ωCt+φ0) …(1)
ここで、値φ0は、時間t=0としたときのパイロット信号PSの位相である。
PSA1(t)=A(t)・sin[θS(t)]
=A(t)・sin[θC(t)−Δθ(ωC)]
=A(t)・sin[(ωCt+φ0)−Δθ(ωC)] …(2)
ここで、A(t)は、パイロット信号PSの振幅値を表す。
PSA2(t)=A(t)・cos[θS(t)]
=A(t)・cos[θC(t)−Δθ(ωC)]
=A(t)・cos[(ωCt+φ0)−Δθ(ωC)] …(3)
θC(t)=θCE(t)+δθ(ωC) =(ωCt+φ0) …(4)
θM(t)=2θC(t)=2(ωCt+φ0) …(5)
BSA(t)=C0・sin[θM(t)]
=C0・sin[2θC(t)]
=C0・sin[2(ωCt+φ0)] …(6)
ここで、C0は定数である。
次に、上記のように構成された信号処理装置100Aにおける信号処理動作について説明する。
次に、本発明の第2実施形態を、図10〜図12を主に参照しつつ説明する。
次に、上記のように構成された信号処理装置100Bにおける信号処理動作について説明する。
PSB1(t)=A(t)・sin[(ωCt+φ0)−Δθ0] …(7)
PSB2(t)=A(t)・cos[(ωCt+φ0)−Δθ0] …(8)
次に、本発明の第3実施形態を、図13〜図18を主に参照しつつ説明する。
PS’(t)∝sin[θC(t)−Δθ1(ωC)]
=sin[(ωCt+φ0)−Δθ1(ωC)] …(9)
OTS1(t)=B0・cos(ωSH・t) …(10)
OTS2(t)=B0・sin(ωSH・t) …(11)
ここで、B0は定数である。
PSC1(t)=A(t)・sin[θS(t)]
=A(t)・sin[ωSHt−θC(t)+Δθ1(ωC)−Δθ2(ωC)]
=A(t)・sin[ωSHt−(ωCt+φ0)+Δθ(ωC)]…(12)
ここで、A(t)は、パイロット信号PSの振幅値を表す。また、Δθ(ωC)=Δθ1(ωC)−Δθ2(ωC)である。
PSC2(t)=A(t)・cos[θS(t)]
=A(t)・cos[ωSHt−θC(t)+Δθ1(ωC)−Δθ2(ωC)]
=A(t)・cos[ωSHt−(ωCt+φ0)+Δθ(ωC)]…(13)
次に、上記のように構成された信号処理装置100Cにおける信号処理動作について説明する。
次に、本発明の第4実施形態を、図19〜図21を主に参照しつつ説明する。
図19には、本第4実施形態に係る信号処理装置100Dの概略的な構成がブロック図にて示されている。この信号処理装置100Dは、第3実施形態における信号処理装置100Cと同様に、信号源910から出力された信号SIAを、入力端子191を介して受信して処理し、出力端子192から基準信号BSAとして出力する装置である。
OTV1(t)=B0・cos(ωSHM・t) …(14)
OTV2(t)=B0・sin(ωSHM・t) …(15)
ここで、B0は定数である。
PSD1(t)=A(t)・sin[ωSHMt−(ωCt+φ0)+Δθ0] …(16)
PSD2(t)=A(t)・cos[ωSHMt−(ωCt+φ0)+Δθ0] …(17)
次に、上記のように構成された信号処理装置100Dにおける信号処理動作について説明する。
次に、本発明の第5実施形態を、図22〜図25を主に参照しつつ説明する。
図22には、本第5実施形態に係る信号処理装置100Eの概略的な構成がブロック図にて示されている。この信号処理装置100Eは、信号源910から出力された信号SIAを、入力端子191を介して受信して処理し、信号SIAに含まれるパイロット信号PSの角周波数及び振幅を再現した信号MPSを出力端子192から出力する装置である。
次に、上記のように構成された信号処理装置100Eにおける信号処理動作について説明する。
本発明は、上記の第1〜第5実施形態に限定されるものではなく、様々な変形が可能である。
111 … 帯域制限フィルタ(帯域制限手段)
112A〜112D … 直交化部(直交化手段)
113A1,113A2 … フィルタ(フィルタ手段)
113B1,113B2 … フィルタ(フィルタ手段)
113C1,113C2 … フィルタ(フィルタ手段)
120A,120C … 位相算出部(位相算出手段)
130 … 生成部(生成手段)
131 … 周波数算出部(第1段階算出手段)
132 … ローパスフィルタ(第2段階算出手段)
140 … 位相補正部(補正手段)
141 … 加算部(位相補正計算手段)
143 … 位相補正テーブル(記憶手段)
145 … フィルタ制御部(補正手段)
146 … 周波数変換制御部(補正手段)
160 … 利得補正部(補正手段)
161 … 増幅部(振幅補正計算手段)
163 … 利得補正テーブル(記憶手段)
180A〜180D … 周波数生成装置
Claims (21)
- 入力信号に含まれる所定信号に対応する周波数を生成する周波数生成装置であって、
少なくとも前記所定信号について直交化を行う処理を行い、前記所定信号に対応する成分が互いに直交する第1直交化信号及び第2直交化信号を生成する直交化手段と;
前記第1直交化信号に含まれ、前記所定信号の位相を反映した位相を有する第1信号、及び、前記第2直交化信号に含まれ、前記第1信号と直交する第2信号を選択的に通過させるフィルタ手段と;
前記第1信号及び前記第2信号に基づいて、前記所定信号を反映した信号の位相を算出する位相算出手段と;
前記位相算出手段による算出結果に基づいて、前記所定信号に対応する周波数を生成する生成手段と;
を備えることを特徴とする周波数生成装置。 - 前記生成手段は、
前記位相算出手段による算出結果に基づいて、前記所定信号に関する第1段階周波数を算出する第1段階算出手段と;
前記第1段階算出手段による算出結果に含まれる不要な変動成分を除去して前記所定信号に関する第2段階周波数を算出する第2段階算出手段と;
を備えることを特徴とする請求項1に記載の周波数生成装置。 - 前記直交化手段は、前記直交化に加えて、周波数シフトを行う、ことを特徴とする請求項1又は2に記載の周波数生成装置。
- 前記入力信号の周波数帯域を制限した帯域制限信号を生成し、前記直交化手段に供給する帯域制限手段を更に備える、ことを特徴とする請求項3に記載の周波数生成装置。
- 請求項1〜4のいずれか一項に記載の周波数生成装置と;
前記周波数生成装置により生成された周波数に基づいて、前記フィルタ手段の周波数特性の影響を受けている補正対象信号を補正する補正手段と;
を備えることを特徴とする信号処理装置。 - 前記補正対象信号には、前記位相算出手段から出力される位相情報信号が含まれ、
前記補正手段は、前記位相情報信号における前記フィルタ手段の周波数特性に由来する前記所定信号の位相と前記位相算出手段による算出結果との位相ずれの補正を制御する、
ことを特徴とする請求項5に記載の信号処理装置。 - 前記補正手段は、
前記所定信号の周波数値と、補正すべき位相量との関係が登録された記憶手段と;
前記生成手段による生成結果及び前記記憶手段における登録内容に基づいて、前記生成手段による生成結果に対応した位相補正量を決定する位相補正計算手段と;
を備えることを特徴とする請求項6に記載の信号処理装置。 - 前記フィルタ手段は、位相特性設定に従って位相変化に関する周波数特性が変化し、
前記位相算出手段は、前記所定信号の周波数が標準周波数であり、かつ、前記フィルタ手段の位相特性設定が標準位相設定である標準状態の場合における前記フィルタ手段に由来する標準位相変化量を考慮して位相算出を行い、
前記補正手段は、前記生成手段による生成結果の周波数に対応する前記フィルタ手段に由来する位相変化量が前記標準位相変化量となる位相特性設定を前記フィルタ手段に対して行う、
ことを特徴とする請求項6に記載の信号処理装置。 - 前記直交化手段は、前記直交化に加えて、周波数シフト設定に従った周波数シフトを行い、
前記位相算出手段は、前記所定信号の周波数が標準周波数であり、かつ、前記周波数シフト設定が標準周波数シフト設定である標準状態の場合における前記フィルタ手段に由来する標準位相変化量を考慮して位相算出を行い、
前記補正手段は、前記標準状態における前記直交化手段による前記所定信号の周波数変換結果の周波数と、前記生成手段により生成された周波数の信号の前記直交化手段による周波数シフト後の周波数とを一致させる周波数シフト設定を前記直交化手段に対して行う、
ことを特徴とする請求項6に記載の信号処理装置。 - 前記補正対象信号には、前記第1信号及び前記第2信号の少なくとも一方が含まれ、
前記補正手段は、前記補正対象信号における前記直交化手段の周波数特性に由来する前記補正対象信号の位相及び振幅の少なくとも一方の補正を制御する、
ことを特徴とする請求項5〜9のいずれか一項に記載の信号処理装置。 - 前記補正手段は、
前記所定信号の周波数値と、補正すべき振幅量との関係が登録された記憶手段と;
前記生成手段による生成結果及び前記記憶手段における登録内容に基づいて、前記生成手段による生成結果に対応した振幅補正量を決定する振幅補正計算手段と;
を備えることを特徴とする請求項10に記載の信号処理装置。 - 前記フィルタ手段は、利得特性設定に従って利得の周波数特性が変化し、
前記補正手段は、前記所定信号の周波数が標準周波数であり、かつ、前記フィルタ手段の利得特性設定が標準利得設定である標準利得状態の場合における前記フィルタ手段の利得である標準利得と、前記生成手段による生成結果の周波数の信号に対する前記フィルタ手段における利得とを一致させる利得特性設定を前記フィルタ手段に対して行う、
ことを特徴とする請求項11に記載の信号処理装置。 - 前記直交化手段は、利得設定に従って利得特性が変化し、
前記補正手段は、前記所定信号の周波数に伴う前記フィルタ手段の利得特性の変化を相殺させる利得設定を前記直交化手段に対して行う、
ことを特徴とする請求項11に記載の信号処理装置。 - 前記フィルタ手段は、位相特性設定に従って位相変化に対する周波数特性が変化し、
前記補正手段は、前記所定信号の周波数が標準周波数であり、かつ、前記フィルタ手段の位相特性設定が標準位相設定である標準位相状態の場合の前記フィルタ手段における位相変化である標準位相変化と、前記生成手段による生成結果の周波数の信号に対する前記フィルタ手段における位相変化とを一致させる位相特性設定を前記フィルタ手段に対して行う、
ことを特徴とする請求項11〜13のいずれか一項に記載の信号処理装置。 - 前記直交化手段は、位相設定に従って位相特性が変化し、
前記補正手段は、前記所定信号の周波数に伴う前記フィルタ手段の位相特性の変化を相殺させる位相設定を前記直交化手段に対して行う、
ことを特徴とする請求項11〜13に記載の信号処理装置。 - 入力信号に含まれる所定信号に対応する周波数を生成する周波数生成方法であって、
少なくとも前記所定信号について直交化を行う処理を行い、前記所定信号に対応する成分が互いに直交する第1直交化信号及び第2直交化信号を生成する直交化工程と;
前記第1直交化信号に含まれ、前記所定信号の位相を反映した位相を有する第1信号、及び、前記第2直交化信号に含まれ、前記第1信号と直交する第2信号を選択的に通過させるフィルタリング工程と;
前記第1信号及び前記第2信号に基づいて、前記所定信号を反映した信号の位相を算出する位相算出工程と;
前記位相算出工程における算出結果に基づいて、前記所定信号に対応する周波数を生成する生成工程と;
を備えることを特徴とする周波数生成方法。 - 請求項16に記載の周波数生成方法により、所定信号に対応する周波数を生成する周波数生成工程と;
前記周波数生成工程において生成された周波数に基づいて、前記フィルタリング工程における処理の周波数特性の影響を受けている補正対象信号を補正する補正工程と;
を備えることを特徴とする信号処理方法。 - 請求項17に記載の周波数生成方法を演算手段に実行させる、ことを特徴とする周波数生成プログラム。
- 請求項17に記載の信号処理方法を演算手段に実行させる、ことを特徴とする信号処理プログラム。
- 請求項18に記載の周波数生成プログラムが、演算手段により読み取り可能に記録されている、ことを特徴とする記録媒体。
- 請求項19に記載の信号処理プログラムが、演算手段により読み取り可能に記録されている、ことを特徴とする記録媒体。
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