JP2011205449A - Frequency conversion device and frequency conversion method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、周波数変換装置及び周波数変換方法に関し、特にアナログ信号を複数の周波数帯に分波して周波数変換する際に生じる誤差を補正する周波数変換装置及び周波数変換方法に関する。 The present invention relates to a frequency conversion device and a frequency conversion method, and more particularly to a frequency conversion device and a frequency conversion method for correcting an error that occurs when frequency conversion is performed by demultiplexing an analog signal into a plurality of frequency bands.
広帯域のアナログ信号を周波数変換する装置が提案されている(例えば、特許文献1参照。)。特許文献1の装置は、広帯域のアナログ信号を周波数帯域の異なる複数のチャンネルに分波し、チャンネルごとに周波数変換を行って中間周波数信号に変換し、中間周波数信号をデジタル信号に変換した後に、各デジタル信号の位相を合わせて各チャンネルのデジタル信号を合成する。 An apparatus for converting a frequency of a wideband analog signal has been proposed (for example, see Patent Document 1). The apparatus of Patent Document 1 demultiplexes a wideband analog signal into a plurality of channels having different frequency bands, performs frequency conversion for each channel, converts the signal into an intermediate frequency signal, and converts the intermediate frequency signal into a digital signal. The digital signal of each channel is synthesized by matching the phase of each digital signal.
特許文献1の装置では、各デジタル信号の位相を合わせるために、各ローカル信号を共通の同期信号に同期させて発生し、この同期信号の立ち上がり時に周波数変換を開始していた。 In the apparatus of Patent Document 1, each local signal is generated in synchronization with a common synchronization signal in order to match the phase of each digital signal, and frequency conversion is started when the synchronization signal rises.
特許文献1の装置では、同期信号の立ち上がり時に周波数変換を開始しているため、測定開始時のジッタ(バラツキ)が同期信号の周波数に依存するという問題があった。 In the apparatus of Patent Document 1, since frequency conversion is started at the rising edge of the synchronization signal, there is a problem that jitter (variation) at the start of measurement depends on the frequency of the synchronization signal.
そこで、本発明は、同期信号の周波数に依存せずに周波数変換を開始可能な周波数変換装置及び周波数変換方法の提供を目的とする。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a frequency conversion device and a frequency conversion method capable of starting frequency conversion without depending on the frequency of the synchronization signal.
上記目的を達成するために、本願発明の周波数変換装置及び周波数変換方法は、各ローカル信号の周期よりも長い時間間隔でありかつ前記各ローカル信号と同期するタイミングごとに繰り返す参照時間を1周期としたときの位相を検出することを特徴とする。 In order to achieve the above object, the frequency conversion device and the frequency conversion method of the present invention have a time interval longer than the period of each local signal and a reference time repeated at each timing synchronized with each local signal as one period. It is characterized in that the phase when detected is detected.
具体的には、本願発明の周波数変換装置は、入力されたアナログ信号を複数の周波数帯に分波する分波部(11)と、前記分波部からのアナログ信号を、互いに同期しかつそれぞれ異なる周波数を有するローカル信号を用いて、周波数変換する前記複数個の周波数変換部(12−1〜12−N)と、前記各周波数変換部からの中間周波数信号をサンプリングしてデジタル信号に変換する前記複数個のADC(13−1〜13−N)と、前記複数個のADCからのデジタル信号の出力値をサンプリングのタイミングに関連付けて記憶する記憶部(18)と、前記各ローカル信号の周期よりも長い時間間隔でありかつ前記各ローカル信号の位相が同期するタイミングごとに繰り返す参照時間を1周期としたときの、前記複数個のADCのサンプリングの任意のタイミングにおける位相を検出する位相検出部(20)と、を備える。 Specifically, the frequency conversion device of the present invention includes a demultiplexing unit (11) for demultiplexing an input analog signal into a plurality of frequency bands, and an analog signal from the demultiplexing unit synchronized with each other and Using the local signals having different frequencies, the plurality of frequency conversion units (12-1 to 12-N) for frequency conversion and the intermediate frequency signals from the respective frequency conversion units are sampled and converted into digital signals. The plurality of ADCs (13-1 to 13-N), a storage unit (18) for storing output values of digital signals from the plurality of ADCs in association with sampling timing, and the period of each local signal Sample of the plurality of ADCs when a reference time which is a longer time interval and is repeated every time the phases of the local signals are synchronized is one cycle. Comprising phase detecting section for detecting a phase at any timing grayed (20), the.
分波部と、複数個の周波数変換部と、複数個のADCと、記憶部と、を備えるため、ADCからのデジタル信号を合成することで、入力されたアナログ信号の周波数変換を行うことができる。また、位相検出部を備えるため、各ローカル信号の位相が一致するタイミングにおけるADCからの各デジタル信号の位相を算出することができる。これにより、本願発明の周波数変換装置は、同期信号の周波数に依存せずに周波数変換を開始することができる。 Since a demultiplexing unit, a plurality of frequency conversion units, a plurality of ADCs, and a storage unit are provided, it is possible to perform frequency conversion of an input analog signal by synthesizing digital signals from the ADCs. it can. In addition, since the phase detection unit is provided, the phase of each digital signal from the ADC at the timing at which the phases of the local signals match can be calculated. Thereby, the frequency converter of the present invention can start frequency conversion without depending on the frequency of the synchronization signal.
本願発明の周波数変換装置では、前記参照時間を1周期とする同期信号を発生する同期信号発生部(15)をさらに備え、前記位相検出部は、前記同期信号発生部からの同期信号を、前記複数個のADCのサンプリングのタイミングと同期するタイミングでサンプリングしてデジタル信号に変換する同期信号サンプリング部(21)と、前記同期信号サンプリング部からのデジタル信号の出力値を検出する出力値検出部(22)と、前記出力値検出部からのデジタル信号の出力値を用いて、前記参照時間を1周期としたときの、前記同期信号サンプリング部のサンプリングの任意のタイミングにおける位相を算出する出力値算出部(23)と、を備えていてもよい。 The frequency conversion device according to the present invention further includes a synchronization signal generation unit (15) that generates a synchronization signal having the reference time as one cycle, and the phase detection unit receives the synchronization signal from the synchronization signal generation unit as described above. A synchronization signal sampling unit (21) that samples at a timing synchronized with the sampling timing of a plurality of ADCs and converts it into a digital signal, and an output value detection unit that detects an output value of the digital signal from the synchronization signal sampling unit ( 22) and an output value calculation for calculating a phase at an arbitrary timing of sampling of the synchronization signal sampling unit using the output value of the digital signal from the output value detection unit as one cycle of the reference time Part (23).
本願発明の周波数変換装置では、前記ADCのサンプリングのタイミングを示すクロック信号を発生するサンプリングクロック発生部(17)をさらに備え、前記位相検出部は、前記サンプリングクロック発生部からクロック信号が入力される度にカウンタ値を変更し、前記参照時間ごとにカウンタ値をリセットするカウンタ(25)と、前記カウンタのカウンタ値を検出するカウンタ値検出部(26)と、前記カウンタ値検出部からのカウンタ値を用いて、前記参照時間を1周期としたときの、前記カウンタにおいてカウンタ値を変更する任意のタイミングにおける位相を算出するカウンタ値算出部(27)と、を備えていてもよい。 The frequency converter according to the present invention further includes a sampling clock generator (17) that generates a clock signal indicating the sampling timing of the ADC, and the phase detector receives the clock signal from the sampling clock generator. A counter (25) that changes the counter value every time and resets the counter value every reference time, a counter value detection unit (26) that detects the counter value of the counter, and a counter value from the counter value detection unit And a counter value calculation unit (27) for calculating a phase at an arbitrary timing at which the counter value is changed in the counter when the reference time is one cycle.
具体的には、本願発明の周波数変換方法は、入力されたアナログ信号を複数の周波数帯に分波し、互いに同期しかつそれぞれ異なる周波数を有するローカル信号を用いて周波数変換して中間周波数信号を出力し、中間周波数信号をサンプリングしてデジタル信号に変換し、デジタル信号の出力値をサンプリングのタイミングに関連付けて記憶するとともに、前記各ローカル信号の周期よりも長い時間間隔でありかつ前記各ローカル信号の位相が同期するタイミングごとに繰り返す参照時間を1周期としたときの、前記サンプリングの任意のタイミングにおける位相を検出する位相算出手順を有する。 Specifically, the frequency conversion method of the present invention demultiplexes an input analog signal into a plurality of frequency bands, performs frequency conversion using local signals that are synchronized with each other and have different frequencies, and converts an intermediate frequency signal. Output, sample the intermediate frequency signal, convert it to a digital signal, store the output value of the digital signal in association with the sampling timing, and have a time interval longer than the period of each local signal and each local signal A phase calculation procedure for detecting a phase at an arbitrary timing of the sampling when a reference time repeated at each timing at which the phases are synchronized is one cycle.
入力されたアナログ信号を複数の周波数帯に分波し、互いに同期しかつそれぞれ異なる周波数を有するローカル信号を用いて周波数変換して中間周波数信号を出力し、中間周波数信号をサンプリングしてデジタル信号に変換し、デジタル信号の出力値をサンプリングのタイミングに関連付けて記憶するため、各周波数帯のデジタル信号を合成することで、入力されたアナログ信号の周波数変換を行うことができる。また、参照時間を1周期としたときのサンプリングの任意のタイミングにおける位相を検出するため、各ローカル信号の位相が一致するタイミングにおける各デジタル信号の位相を算出することができる。これにより、本願発明の周波数変換方法は、同期信号の周波数に依存せずに周波数変換を開始することができる。 The input analog signal is demultiplexed into multiple frequency bands, frequency-converted using local signals that are synchronized with each other and having different frequencies, and output an intermediate frequency signal. The intermediate frequency signal is sampled and converted into a digital signal. Since conversion is performed and the output value of the digital signal is stored in association with the sampling timing, the frequency conversion of the input analog signal can be performed by synthesizing the digital signals of the respective frequency bands. In addition, since the phase at an arbitrary sampling timing when the reference time is one cycle is detected, the phase of each digital signal at the timing at which the phases of the local signals coincide can be calculated. Thereby, the frequency conversion method of the present invention can start frequency conversion without depending on the frequency of the synchronization signal.
本願発明の周波数変換方法では、前記位相算出手順において、前記参照時間を1周期とする同期信号を、前記中間周波数信号のサンプリングのタイミングと同期するタイミングでサンプリングしてデジタル信号に変換する同期信号サンプリング手順と、前記同期信号サンプリング手順で変換したデジタル信号の出力値を検出する出力値検出手順と、前記出力値検出手順で検出したデジタル信号の出力値を用いて、前記参照時間を1周期としたときの、前記同期信号のサンプリングの任意のタイミングにおける位相を算出する出力値算出手順と、を順に有していてもよい。 In the frequency conversion method of the present invention, in the phase calculation procedure, the synchronization signal sampling in which the synchronization signal having the reference time as one cycle is sampled at a timing synchronized with the sampling timing of the intermediate frequency signal and converted into a digital signal. The reference time is defined as one cycle using a procedure, an output value detection procedure for detecting an output value of the digital signal converted by the synchronization signal sampling procedure, and an output value of the digital signal detected by the output value detection procedure And an output value calculation procedure for calculating a phase at an arbitrary timing of sampling of the synchronization signal.
本願発明の周波数変換方法では、前記位相算出手順において、前記参照時間ごとにカウンタ値をリセットするカウンタ(25)を用い、前記中間周波数信号のサンプリングのタイミングを示すクロック信号が入力される度にカウンタ値を変更するカウンタ値変更手順と、前記カウンタ値変更手順で変更後のカウンタ値を検出するカウンタ値検出手順と、前記カウンタ値検出手順で検出したカウンタ値を用いて、前記参照時間を1周期としたときの、前記カウンタ値を変更する任意のタイミングにおける位相を算出するカウンタ値算出手順と、を順に有していてもよい。 In the frequency conversion method of the present invention, a counter (25) that resets a counter value for each reference time is used in the phase calculation procedure, and the counter is displayed each time a clock signal indicating the sampling timing of the intermediate frequency signal is input. Using the counter value change procedure for changing the value, the counter value detection procedure for detecting the counter value after the change in the counter value change procedure, and the counter value detected in the counter value detection procedure, the reference time is set to one cycle. And a counter value calculation procedure for calculating a phase at an arbitrary timing for changing the counter value.
本発明によれば、同期信号の周波数に依存せずに周波数変換を開始可能な周波数変換装置及び周波数変換方法を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a frequency conversion device and a frequency conversion method capable of starting frequency conversion without depending on the frequency of the synchronization signal.
添付の図面を参照して本発明の実施形態を説明する。以下に説明する実施形態は本発明の実施例であり、本発明は、以下の実施形態に制限されるものではない。なお、本明細書及び図面において符号が同じ構成要素は、相互に同一のものを示すものとする。 Embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. The embodiments described below are examples of the present invention, and the present invention is not limited to the following embodiments. In the present specification and drawings, the same reference numerals denote the same components.
(実施形態1)
図1に、実施形態1に係る周波数変換装置の一例を示す。本実施形態に係る周波数変換装置は、分波部11と、周波数変換部12−1〜12−Nと、ADC13−1〜13−Nと、演算処理部14と、同期信号発生部15と、ローカル信号発生部16と、サンプリングクロック発生部17と、記憶部18と、校正用信号発生部19と、位相検出部20と、を備える。
(Embodiment 1)
FIG. 1 shows an example of a frequency conversion device according to the first embodiment. The frequency conversion device according to the present embodiment includes a
図2に、入力されるアナログ信号Xmの一例を示す。分波部11は、入力されたアナログ信号XmをN個(ただし、Nは2以上の整数。)のチャンネルCH1〜CHNの周波数帯に分波する。例えば、周波数フィルタ11−1がチャンネルCH1の周波数帯を抽出し、周波数フィルタ11−NがチャンネルCHNの周波数帯を抽出する。
FIG. 2 shows an example of the input analog signal Xm. The
同期信号発生部15は、参照時間TRを1周期とする同期信号Rを発生する。ローカル信号発生部16は、同期信号Rと同期するローカル信号L1〜LNを発生する。周波数変換部12−1〜12−Nは、分波部11からのアナログ信号Xmを、ローカル信号L1〜LNを用いて周波数変換して中間周波数信号IF1〜IFNを出力する。
Synchronizing
図3は、ローカル信号L1〜LNと同期信号Rの関係の一例であり、(a)はローカル信号L1を示し、(b)はローカル信号L2を示し、(c)はローカル信号LNを示し、(d)は同期信号Rを示す。ローカル信号L1〜LNは、同期信号Rの周波数よりも高くかつチャンネルCH1〜CHNの周波数帯に対応するそれぞれ異なる周波数fL1〜fLNを有する。例えば、周波数fL1は、チャンネルCH1の中心周波数fC1と中間周波数信号IF1の周波数fIF1の差に等しい周波数である。同期信号Rは、時間t0から時間t20までの参照時間を1周期とし、参照時間TRごとに繰り返す。ローカル信号L1〜LNと同期信号Rは、時間t0から時間t20ごとに位相が一致する。 FIG. 3 shows an example of the relationship between the local signals L 1 to L N and the synchronization signal R. (a) shows the local signal L 1 , (b) shows the local signal L 2 , and (c) shows the local signal. L represents N , and (d) represents the synchronization signal R. The local signals L 1 to L N have different frequencies f L1 to f LN that are higher than the frequency of the synchronization signal R and correspond to the frequency bands of the channels CH 1 to CHN. For example, the frequency f L1 is a frequency equal to the difference between the center frequency f C1 of the channel CH1 and the frequency f IF1 of the intermediate frequency signal IF1. Synchronizing signal R, a reference time from time t0 to time t20 as one cycle is repeated for each reference time T R. The local signals L 1 to L N and the synchronization signal R have the same phase every time t0 to time t20.
サンプリングクロック発生部17は、ADC13−1〜13−Nのサンプリングのタイミングを示すクロック信号Cを発生する。ADC13−1〜13−Nは、周波数変換部12−1〜12−Nからの中間周波数信号IF1〜IFNを、クロック信号Cに同期するタイミングでサンプリングしてデジタル信号D1〜DNに変換する。
The
演算処理部14は、ADC13−1〜13−Nからのデジタル信号D1〜DNを、各チャンネルCH1〜CHNの周波数帯域に対応させて合成する。これにより、本実施形態に係る周波数変換装置は、入力されるアナログ信号Xmの周波数変換を行うことができる。
The
本実施形態に係る周波数変換装置は、本実施形態に係る周波数変換方法を実行する。本実施形態に係る周波数変換方法は、位相算出手順を有する。位相算出手順では、分波部11が入力されたアナログ信号Xmを複数の周波数帯に分波し、周波数変換部12−1〜12−Nがローカル信号L1〜LNを用いて周波数変換して中間周波数信号IF1〜IFNを出力し、ADC13−1〜13−Nが中間周波数信号IF1〜IFNをサンプリングしてデジタル信号D1〜DNに変換し、演算処理部14がデジタル信号D1〜DNの出力値をサンプリングのタイミングに関連付けて記憶部18に記憶する。
The frequency conversion device according to the present embodiment executes the frequency conversion method according to the present embodiment. The frequency conversion method according to the present embodiment has a phase calculation procedure. The phase calculation procedure, demultiplexes the analog signal Xm of the
また、位相算出手順では、位相検出部20が、サンプリングの任意のタイミングにおける同期信号Rの位相φRを検出する。これによって、位相検出部20は、参照時間TRを1周期としたときの、ADC13−1〜13−Nのサンプリングの任意のタイミングにおける位相φRを検出する。
Further, the phase calculation procedure, the
図4に、位相検出部20の構成例を示す。位相検出部20は、同期信号サンプリング部21と、出力値検出部22と、出力値算出部23と、を備える。この場合、位相算出手順において、同期信号サンプリング手順と、出力値検出手順と、出力値算出手順と、を順に実行する。
FIG. 4 shows a configuration example of the
同期信号サンプリング手順では、図4に示す同期信号サンプリング部21が、同期信号Rをクロック信号Cに同期するタイミングでサンプリングしてデジタル信号DRに変換する。このとき、同期信号サンプリング部21は、複数個のADC13−1〜13−Nのサンプリングのタイミングと同期するタイミングでサンプリングする。出力値検出手順では、図4に示す出力値検出部22が、同期信号サンプリング手順で変換したデジタル信号DRの出力値を、デジタル信号DRのサンプリングのタイミングと共に検出する。出力値算出手順では、図4に示す出力値算出部23が、出力値検出手順で検出したデジタル信号DRの出力値を用いて、参照時間TRを1周期としたときの、デジタル信号DRのサンプリングの任意のタイミングにおける位相を算出する。
The synchronous signal sampling procedure, synchronization
ここで、デジタル信号DRは、クロック信号Cに同期するタイミングでサンプリングされているため、デジタル信号DRのサンプリングのタイミングはADC13−1〜13−Nのサンプリングと一致している。このため、出力値算出部23は、参照時間TRを1周期としたときの、ADC13−1〜13−Nのサンプリングの任意のタイミングにおける位相φRを算出することができる。
Here, the digital signal D R, because they are sampled at a timing synchronized with the clock signal C, the timing of the sampling of the digital signal D R is consistent with the sampling ADC13-1~13-N. Therefore, the output
図5は、デジタル信号D1〜DNとデジタル信号DRの関係の一例であり、(a)はデジタル信号D1を示し、(b)はデジタル信号D2を示し、(c)はデジタル信号D3を示し、(d)はデジタル信号DRを示す。ADC13−1〜13−N及び同期信号サンプリング部21は、時間t0から時間t20までの参照時間TRの間に20回サンプリングする場合について示す。
Figure 5 is an example of the relationship between the digital signal D1~DN and the digital signal D R, (a) shows the digital signal D1, (b) shows the digital signals D2, (c) shows the digital signals D3 , (d) shows the digital signal D R. ADC13-1~13-N and the synchronization
例えば、サンプリングの任意のタイミングが時間t5である場合、出力値検出部22は、時間t5から時間t20までのデジタル信号DRの出力値を検出する。出力値算出部23は、時間t5から時間t20までのデジタル信号DRの出力値をフーリエ変換することで、時間t5のタイミングにおける位相φRを算出する。
For example, if an arbitrary timing of the sampling is the time t5, the output
演算処理部14は、位相φRを用いれば、ローカル信号L1〜LNと同期信号Rの位相が一致する時間t0におけるローカル信号L1〜LNの位相を算出することができる。
例えば、ローカル信号L1の位相φ1は、
φ1=φR/(2πfR)・(2πfc1)
を用いて算出することができる。ローカル信号L2〜LNの位相についても同様である。このため、同期信号Rの立ち上がり時に周波数変換を開始しない場合であっても、各デジタル信号D1〜DNの位相を合わせることができる。
For example, the phase phi 1 of the local signal L 1 is
φ 1 = φ R / (2πf R ) · (2πf c1 )
Can be used to calculate. The same applies to the phases of the local signals L 2 to L N. For this reason, even if the frequency conversion is not started when the synchronization signal R rises, the phases of the digital signals D1 to DN can be matched.
本実施形態に係る周波数変換装置は、デジタル信号D1〜DNの位相差を測定し、測定した位相差を用いて補正を行ってもよい。この場合、校正用信号発生部19は、各チャンネルCH1〜CHNの周波数帯の境界の周波数fa2〜faNを有する校正用信号Xrを発生する。例えば、チャンネルCH1及びCH2の周波数帯の境界の周波数fa2を有する校正用信号Xrを発生する。
The frequency conversion device according to the present embodiment may measure the phase difference between the digital signals D1 to DN and perform correction using the measured phase difference. In this case, the
この場合、分波部11は、校正用信号XrをチャンネルCH1及びチャンネルCH2に分波する。周波数変換部12−1及びADC13−1は、校正用信号Xrを周波数変換してデジタル信号D1を演算処理部14に出力する。周波数変換部12−2及びADC13−2は、校正用信号Xrを周波数変換してデジタル信号D2を演算処理部14に出力する。記憶部18は、デジタル信号D1及びD2の出力値を、ADC13−1及び13−2におけるサンプリングのタイミングに関連付けて記憶する。位相検出部20が、同期信号Rのサンプリングの任意のタイミングにおける同期信号Rの位相φRを検出する。
In this case, the
このとき、ローカル信号L1〜LNと同期信号Rの位相が一致する時間t0におけるローカル信号L1及びローカル信号L2の位相φ1及び位相φ2は、
φ1=φR/(2πfR)・(2πfc1)
φ2=φR/(2πfR)・(2πfc2)
となる。このため、φ1とφ2の差分を算出することで、ローカル信号L1〜LNと同期信号Rの位相が一致する時間t0におけるデジタル信号D1及びD2の位相差を測定することができる。デジタル信号D2〜DNの位相差についても同様にして測定することができる。このように、本実施形態に係る周波数変換装置は、同期信号Rの立ち上がり時に周波数変換を開始せずに、デジタル信号D2〜DNの位相差を測定することができる。これにより、測定時におけるデジタル信号D2〜DNの位相差に含まれる、サンプリングの任意のタイミングに依存した各ローカル信号L1〜LNの位相回転により生じる位相差を除去することができる。このため、同期信号Rの周波数fRに依存する測定開始時のジッタ(バラツキ)を低減することができる。
At this time, the phase φ 1 and the phase φ 2 of the local signal L 1 and the local signal L 2 at time t 0 when the phases of the local signals L 1 to L N and the synchronization signal R coincide with each other are
φ 1 = φ R / (2πf R ) · (2πf c1 )
φ 2 = φ R / (2πf R ) · (2πf c2 )
It becomes. Therefore, by calculating the difference between φ 1 and φ 2 , it is possible to measure the phase difference between the digital signals D 1 and D 2 at the time t 0 when the phases of the local signals L 1 to L N and the synchronization signal R match. The phase difference between the digital signals D2 to DN can be measured in the same manner. As described above, the frequency conversion device according to the present embodiment can measure the phase difference between the digital signals D2 to DN without starting the frequency conversion when the synchronization signal R rises. Thereby, the phase difference caused by the phase rotation of each of the local signals L 1 to L N depending on the arbitrary sampling timing included in the phase difference of the digital signals D 2 to DN at the time of measurement can be removed. For this reason, the jitter (variation) at the start of measurement depending on the frequency f R of the synchronization signal R can be reduced.
演算処理部14は、デジタル信号D1〜DNを合成してアナログ信号Xmを再構築する際に、測定したデジタル信号D1〜DNの位相差を補正したうえで、各チャンネルCH1〜CHNの周波数帯域に対応させて合成する。本実施形態に係る周波数変換装置は、同期信号Rの周波数に依存する測定開始時のジッタ(バラツキ)を低減することができるため、デジタル信号D1〜DNの位相差の補正を精度よく行うことができる。
When the
(実施形態2)
図6に、実施形態2に係る周波数変換装置の一例を示す。本実施形態に係る周波数変換装置は、図1に示す周波数変換装置と位相検出部20の構成及び動作において異なる。これに伴い、サンプリングクロック発生部17は、同期信号発生部15からの同期信号Rに同期するクロック信号Cを発生し、クロック信号CをADC13−1〜13−N及び位相検出部20に出力する。
(Embodiment 2)
FIG. 6 shows an example of the frequency conversion device according to the second embodiment. The frequency converter according to the present embodiment differs from the frequency converter shown in FIG. 1 in the configuration and operation of the
図7に、位相検出部20の構成例を示す。位相検出部20は、カウンタ25と、カウンタ値検出部26と、カウンタ値算出部27と、を備える。この場合、位相算出手順において、カウンタ値変更手順と、カウンタ値検出手順と、カウンタ値算出手順と、を順に実行する。
FIG. 7 shows a configuration example of the
カウンタ値変更手順では、カウンタ25が、サンプリングクロック発生部17からクロック信号Cが入力される度にカウンタ値Bを変更し、参照時間TRごとにカウンタ値Bをリセットする。カウンタ値検出手順では、カウンタ値検出部26が、カウンタ25のカウンタ値Bを、カウンタ値Bの出力タイミングとともに検出する。カウンタ値算出手順では、カウンタ値算出部27が、カウンタ値検出部26からのカウンタ値Bを用いて、参照時間TRを1周期としたときの、カウンタ25がカウンタ値Bを変更する任意のタイミングにおける位相φRを算出する。
The counter value change procedure, the
ここで、クロック信号Cが入力される度にカウンタ値Bを変更するため、カウンタ値Bの出力タイミングは、ADC13−1〜13−Nのサンプリングのタイミングに一致している。このため、カウンタ値算出部27は、参照時間TRを1周期としたときの、ADC13−1〜13−Nのサンプリングの任意のタイミングにおける位相φRを算出することができる。
Here, since the counter value B is changed every time the clock signal C is input, the output timing of the counter value B coincides with the sampling timing of the ADCs 13-1 to 13-N. Therefore, the counter
図8は、デジタル信号D1〜DNとカウンタ値Bの関係の一例であり、(a)はデジタル信号D1を示し、(b)はデジタル信号D2を示し、(c)はデジタル信号D3を示し、(d)はカウンタ値Bを示す。ADC13−1〜13−Nは、時間t0から時間t20までの参照時間TRの間に20回サンプリングする場合について示す。カウンタ25は、時間t0から時間t20までの参照時間TRの間に、クロック信号Cに同期して、カウンタ値Bを0から19まで1ずつ増加する。
FIG. 8 shows an example of the relationship between the digital signals D1 to DN and the counter value B. (a) shows the digital signal D1, (b) shows the digital signal D2, (c) shows the digital signal D3, (D) shows the counter value B. ADC13-1~13-N shows a case of 20 times sampled during the reference time T R from time t0 to time t20.
例えば、サンプリングの任意のタイミングが時間t5である場合、カウンタ値Bは06である。この場合、カウンタ値検出部26は、カウンタ25からのカウンタ値「06」を検出する。参照時間TRを1周期としたとき、カウンタ値Bの位相φRはB/20・(2π)で表せる。カウンタ値算出部27は、06/20・(2π)を算出することで、時間t5のタイミングにおける位相φRを算出することができる。
For example, when the arbitrary timing of sampling is time t5, the counter value B is 06. In this case, the counter
演算処理部14は、位相φRを用いれば、ローカル信号L1〜LNと同期信号Rの位相が一致する時間t0におけるローカル信号L1〜LNの位相を算出することができる。このため、同期信号Rの立ち上がり時に周波数変換を開始しない場合であっても、各デジタル信号D1〜DNの位相を合わせることができる。
本発明は情報通信産業に利用することができる。 The present invention can be used in the information communication industry.
11:分波部
11−1、11−2、11−N:周波数フィルタ
12−1、12−2、12−N:周波数変換部
13−1、13−2、13−N:ADC
14:演算処理部
15:同期信号発生部
16:ローカル信号発生部
17:サンプリングクロック発生部
18:記憶部
19:校正用信号発生部
20:位相検出部
21:同期信号サンプリング部
22:出力値検出部
23:出力値算出部
25:カウンタ
26:カウンタ値検出部
27:カウンタ値算出部
11: demultiplexing units 11-1, 11-2, 11-N: frequency filters 12-1, 12-2, 12-N: frequency converting units 13-1, 13-2, 13-N: ADC
14: arithmetic processing unit 15: synchronization signal generation unit 16: local signal generation unit 17: sampling clock generation unit 18: storage unit 19: calibration signal generation unit 20: phase detection unit 21: synchronization signal sampling unit 22: output value detection Unit 23: Output value calculation unit 25: Counter 26: Counter value detection unit 27: Counter value calculation unit
Claims (6)
前記分波部からのアナログ信号を、互いに同期しかつそれぞれ異なる周波数を有するローカル信号を用いて周波数変換する前記複数個の周波数変換部(12−1〜12−N)と、
前記各周波数変換部からの中間周波数信号をサンプリングしてデジタル信号に変換する前記複数個のADC(13−1〜13−N)と、
前記複数個のADCからのデジタル信号の出力値をサンプリングのタイミングに関連付けて記憶する記憶部(18)と、
前記各ローカル信号の周期よりも長い時間間隔でありかつ前記各ローカル信号の位相が同期するタイミングごとに繰り返す参照時間を1周期としたときの、前記複数個のADCのサンプリングの任意のタイミングにおける位相を検出する位相検出部(20)と、
を備える周波数変換装置。 A demultiplexing unit (11) for demultiplexing an input analog signal into a plurality of frequency bands;
A plurality of frequency converters (12-1 to 12-N) for frequency-converting analog signals from the demultiplexing units using local signals that are synchronized with each other and have different frequencies;
A plurality of ADCs (13-1 to 13-N) for sampling and converting the intermediate frequency signals from the respective frequency conversion units into digital signals;
A storage unit (18) for storing output values of digital signals from the plurality of ADCs in association with sampling timing;
Phases at arbitrary timings of sampling of the plurality of ADCs, where a reference time which is a time interval longer than the period of each local signal and is repeated every time the phases of the local signals are synchronized is one period A phase detector (20) for detecting
A frequency conversion device comprising:
前記位相検出部は、
前記同期信号発生部からの同期信号を、前記複数個のADCのサンプリングのタイミングと同期するタイミングでサンプリングしてデジタル信号に変換する同期信号サンプリング部(21)と、
前記同期信号サンプリング部からのデジタル信号の出力値を検出する出力値検出部(22)と、
前記出力値検出部からのデジタル信号の出力値を用いて、前記参照時間を1周期としたときの、前記同期信号サンプリング部のサンプリングの任意のタイミングにおける位相を算出する出力値算出部(23)と、
を備えることを特徴とする請求項1に記載の周波数変換装置。 A synchronization signal generator (15) for generating a synchronization signal having the reference time as one cycle;
The phase detector
A synchronization signal sampling unit (21) that samples the synchronization signal from the synchronization signal generation unit at a timing synchronized with the sampling timing of the plurality of ADCs and converts the sampling signal to a digital signal;
An output value detector (22) for detecting an output value of a digital signal from the synchronization signal sampling unit;
Using the output value of the digital signal from the output value detection unit, an output value calculation unit (23) for calculating a phase at an arbitrary timing of sampling of the synchronization signal sampling unit when the reference time is one cycle When,
The frequency converter according to claim 1, further comprising:
前記位相検出部は、
前記サンプリングクロック発生部からクロック信号が入力される度にカウンタ値を変更し、前記参照時間ごとにカウンタ値をリセットするカウンタ(25)と、
前記カウンタのカウンタ値を検出するカウンタ値検出部(26)と、
前記カウンタ値検出部からのカウンタ値を用いて、前記参照時間を1周期としたときの、前記カウンタにおいてカウンタ値を変更する任意のタイミングにおける位相を算出するカウンタ値算出部(27)と、
を備えることを特徴とする請求項1に記載の周波数変換装置。 A sampling clock generator (17) for generating a clock signal indicating the sampling timing of the ADC;
The phase detector
A counter (25) that changes a counter value every time a clock signal is input from the sampling clock generator, and resets the counter value every reference time;
A counter value detector (26) for detecting a counter value of the counter;
A counter value calculation unit (27) for calculating a phase at an arbitrary timing for changing the counter value in the counter, using the counter value from the counter value detection unit as one cycle;
The frequency converter according to claim 1, further comprising:
前記参照時間を1周期とする同期信号を、前記中間周波数信号のサンプリングのタイミングと同期するタイミングでサンプリングしてデジタル信号に変換する同期信号サンプリング手順と、
前記同期信号サンプリング手順で変換したデジタル信号の出力値を検出する出力値検出手順と、
前記出力値検出手順で検出したデジタル信号の出力値を用いて、前記参照時間を1周期としたときの、前記同期信号のサンプリングの任意のタイミングにおける位相を算出する出力値算出手順と、
を順に有することを特徴とする請求項4に記載の周波数変換方法。 In the phase calculation procedure,
A synchronization signal sampling procedure in which the synchronization signal having the reference time as one cycle is sampled at a timing synchronized with the sampling timing of the intermediate frequency signal and converted into a digital signal;
An output value detection procedure for detecting an output value of the digital signal converted by the synchronization signal sampling procedure;
Using the output value of the digital signal detected in the output value detection procedure, an output value calculation procedure for calculating a phase at an arbitrary timing of sampling of the synchronization signal when the reference time is one cycle;
The frequency conversion method according to claim 4, further comprising:
前記参照時間ごとにカウンタ値をリセットするカウンタ(25)を用い、前記中間周波数信号のサンプリングのタイミングを示すクロック信号が入力される度にカウンタ値を変更するカウンタ値変更手順と、
前記カウンタ値変更手順で変更後のカウンタ値を検出するカウンタ値検出手順と、
前記カウンタ値検出手順で検出したカウンタ値を用いて、前記参照時間を1周期としたときの、前記カウンタ値を変更する任意のタイミングにおける位相を算出するカウンタ値算出手順と、
を順に有することを特徴とする請求項4に記載の周波数変換方法。 In the phase calculation procedure,
A counter value changing procedure for changing the counter value every time a clock signal indicating the sampling timing of the intermediate frequency signal is input, using a counter (25) that resets the counter value at each reference time;
A counter value detection procedure for detecting the counter value after the change in the counter value change procedure;
Using the counter value detected in the counter value detection procedure, a counter value calculation procedure for calculating a phase at an arbitrary timing for changing the counter value when the reference time is one cycle;
The frequency conversion method according to claim 4, further comprising:
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