JP2012093341A - 信号検出装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】信号検出装置1は、係数a1が可変の帯域通過フィルタ2とその係数a1を制御するための第1,第2直交化器3,4、位相差算出器5及び積分器6からなる制御ブロックを含む。第1,第2直交化器3,4及び位相差算出器5で入力データx[k]と出力データy[k]の位相差ψを示す情報e[k]=M・sin(ψ)を算出する。e[k]の符号を反転して積分器6で所定の積分演算を行い、その積分演算値を帯域通過フィルタ2の係数a1に設定する。入力データx[k]が入力される毎に、e[k]>0であれば減少させ、e[k]<0であれば増大させるように係数a1を変化させて帯域通過フィルタ2の中心周波数を入力信号の周波数に収束させる。これにより帯域通過フィルタ2の出力信号の周波数を入力信号に一致させる。
【選択図】 図1
Description
w[k]=x[k]+a1・w[k-1]−r2・w[k-2]
y[k]=(1−r2)・w[k]+(1−r)・a1・w[k-1]
である。両式のz変換の式は、
W(z)=X(z)+a1・z-1・W(z)−r2・z-2・W(z)
Y(z)=(1−r2)・W(z)+(r−1)・a1・z-1・W(z)
であるから、
X(z)=(1−a1・z-1+r2・z-2)・W(z)
Y(z)={(1−r2)+(r−1)・a1・z-1}・W(z)
より、
H(z)=Y(z)/X(z)
={(1-r2)+(r-1)・a1・z-1}/(1-a1・z-1+r2・z-2)…(4)
となる。(4)式と(1)式を対比すると、b0=(1−r2)、b1=(r−1)・a1、a2=−r2であるから、図3は、(1)式に示す伝達関数H(z)の演算処理を示している。
ur[k]=v[k-1]=V・cos{ω・(k−1)} …(5)
であるから、伝達関数Hr(z)の演算処理部分からは入力から1サンプル遅延した信号と同位相の信号が出力される。
ui[k]=2V・sin(ω)・sin{ω・(k−1)} …(6)
となる。従って、伝達関数Hi(z)の演算処理部分からは入力から1サンプル遅延した信号と矩位相の信号が出力される。
x[k]=A1・cos(2π・fn・k)=A1・cos(ωn・k)
y[k]=A2・cos(ωn・k−ψ)
fn=fin/fs
ωn=2π・fn
A1,A2:振幅(A1,A2>0,)
で表わされるとすると、上記(5),(6)式より、第1直交化器3の遅延素子3aからxr[k]=x[k-1]=A1・cos{ωn・(k−1)}のデータ(第1同相信号のデータ)が出力され、加算器3cからxi[k]=x[k-2]−x[k]=2A1・sin(ωn)・sin{ωn・(k−1)}のデータ(第1矩相信号のデータ)が出力される。また、第2直交化器4の遅延素子4aからyr[k]=y[k-1]=A2・cos{ωn・(k−1)−ψ}のデータ(第2同相信号のデータ)が出力され、加算器4cからyi[k]=y[k-2]−y[k]=2A2・sin(ωn)・sin{ωn・(k−1)−ψ}のデータ(第2矩相信号のデータ)が出力される。
yr[k]・xi[k]=A2・cos[ωn・(k-1)-ψ]・2A1・sin(ωn)・sin[ωn・(k-1)]
=2A1・A2・sin(ωn)・cos[ωn・(k-1)-ψ]・sin[ωn・(k-1)}
xr[k]・yi[k]=A1・cos[ωn・(k-1)]・2A2・sin(ωn)・sin[ωn・(k-1)-ψ]
=2A1・A2・sin(ωn)・cos[ωn・(k-1)]・sin[ωn・(k-1)-ψ]
である。2A1・A2・sin(ωn)=M(定数)とすると、
yr[k]・xi[k]=M・cos[ωn・(k-1)-ψ]・sin[ωn・(k-1)}
xr[k]・yi[k]=M・cos[ωn・(k-1)]・sin[ωn・(k-1)-ψ]
であるから、位相差算出器5の演算結果e[k]は、
e[k]=M・[cos[ωn・(k-1)-ψ]・sin[ωn・(k-1)]-cos[ωn・(k-1)]・sin[ωn・(k-1)-ψ]]
となる。そして、cos(α)・sin(β)-cos(β)・sin(α)=sin(β-α)より、
e[k]=M・sin[ωn・(k-1)-ωn・(k-1)+ψ]
=M・sin(ψ) …(7)
となる。
fin=(fs/2π)・cos-1[a1[k]/(2r)] …(8)
の演算をする必要がある。第2実施形態では、積分器6の積分演算値を帯域通過フィルタ2の中心周波数fcとしているので、
fin=2r・cos[2π・fc[k]/(fs)] …(9)
の演算でも入力信号の周波数finを求ることができる。
a1j=2r・cos[2π(fcj/fs)] …(10)
fcj=fcmin+j・(fcmax−fcmin)/N
の演算式によって予め算出されている。
fcj[k]=B・[round[E[k]/B]] …(11)
j=round[E[k]/B]−2
の演算処理を行うことにより、積分制御値E[k]の量子化値fcj[k]を算出する。なお、(11)式において、round(x)は、引数xを四捨五入して指定桁数に丸めるROUND関数である。
2,2’ 帯域通過(バンドパス)フィルタ
2a,2b,2j 加算器
2c,2d,2g,2h,2i 乗算器
2e,2f 遅延素子
3 第1直交化器
3a,3b 遅延素子
3c 加算器
4 第2直交化器
4a,4b 遅延素子
4c 加算器
5 位相差算出器
5a,5b 乗算器
5c 加算器
6 積分器
6a 加算器
6b 遅延素子
6c 乗算器
7 係数演算器(係数演算手段)
7’ 係数演算器(係数設定手段)
7a メモリ(係数記憶手段)
8 量子化器(周波数変換手段)
9 アドレス変換器(係数設定手段)
10 ローパスフィルタ
Claims (8)
- 係数の乗算処理が含まれるフィードバック演算処理部を有する2次のIIRディジタルフィルタからなり、中心周波数より大きい周波数領域では負、前記中心周波数より小さい周波数領域では正、前記中心周波数では零になる位相特性を有し、前記係数を変化させることにより前記中心周波数が変化する帯域通過フィルタと、
前記帯域通過フィルタに入力される入力信号から当該入力信号と同一の位相を有する同相信号と前記入力信号と直交する位相を有する矩位相信号を生成する第1の信号生成手段と、
前記帯域通過フィルタから出力される出力信号から当該出力信号と同一の位相を有する同相信号と前記出力信号と直交する位相を有する矩位相信号を生成する第2の信号生成手段と、
前記第1の信号生成手段で生成される2つの信号と前記第2の信号生成手段で生成される2つの信号を用いて前記入力信号と前記出力信号との位相差を示す情報を生成する位相差情報生成手段と、
前記位相差を示す情報に基づいて、前記位相差が零のときには前記係数を維持し、前記位相差が正のときには前記係数を減少させ、前記位相差が負のときには前記係数を増大させる制御値を算出し、その制御値を前記帯域通過フィルタの前記係数に設定する係数制御手段と、
を備えたことを特徴とする、信号検出装置。 - 前記入力信号が第1の余弦波信号で表わされ、前記帯域通過フィルタの出力信号が前記第1の余弦波信号よりも位相が進んだ第2の余弦波信号で表わされる場合、
前記第1の信号生成手段は、前記第1の余弦波信号と同一の位相を有する余弦波信号と前記第1の余弦波信号と同一の位相を有する正弦波信号とを生成し、
前記第2の信号生成手段は、前記第2の余弦波信号と同一の位相を有する余弦波信号と前記第2の余弦波信号と同一の位相を有する正弦波信号とを生成し、
前記位相差情報生成手段は、前記位相差を示す情報としてM・sin(ψ)(M:定数、ψ:第1の余弦波信号と第2の余弦信号の位相差)で表される値を算出する、
請求項1に記載の信号検出装置。 - 前記係数制御手段は、前記位相差を示す情報の符号を反転して所定の積分演算を行い、その演算値を前記制御値として前記帯域通過フィルタの前記係数に設定する積分演算手段で構成される、請求項1又は2に記載の信号検出装置。
- 前記係数は、前記帯域通過フィルタの中心周波数の三角関数を含み、
前記係数制御手段は、
前記位相差を示す情報に対して所定の積分演算を行う積分演算手段と、
前記積分演算手段で算出される積分演算値を前記帯域通過フィルタの中心周波数として前記係数を演算し、その演算値を前記制御値として前記帯域通過フィルタの前記係数に設定する係数演算手段と、
を含む、請求項1又は2に記載の信号検出装置。 - 前記係数は、前記帯域通過フィルタの中心周波数の三角関数を含み、
前記係数制御手段は、
前記位相差を示す情報に対して所定の積分演算を行う積分演算手段と、
所定の周波数変化範囲を量子化した周波数毎に予め算出された複数の前記係数を記憶する係数記憶手段と、
前記積分演算手段の積分演算値を前記量子化された周波数に変換する周波数変換手段と、
前記係数記憶手段から前記周波数変換手段で変換された周波数に対応する係数を読み出し、前記制御値として前記帯域通過フィルタの前記係数に設定する係数設定手段と、
を含む、請求項1又は2に記載の信号検出装置。 - 前記周波数変換手段から出力される周波数のデータを所定データ数の移動平均を演算するローパスフィルタを通して外部に出力する、請求項5に記載の信号検出装置。
- 前記帯域通過フィルタは、下記に示す伝達関数H(z)を有し、前記係数は、前記伝達関数H(z)の係数a1である、請求項1又は2に記載の信号検出装置。
- 前記帯域通過フィルタの前段に、当該帯域通過フィルタと同一の伝達関数を有する1又は2以上の第2の帯域通過フィルタが縦列接続され、
前記係数制御手段は、前記制御値を第2の帯域通過フィルタの係数にも設定する、請求項1又は2に記載の信号検出装置。
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---|---|---|---|---|
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Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS57181712A (en) * | 1981-04-30 | 1982-11-09 | Furukawa Alum Co Ltd | Controlling method of sheet thickness in rolling mill |
JP2004336152A (ja) * | 2003-04-30 | 2004-11-25 | Sony Corp | 正弦波発生回路 |
JP2005003530A (ja) * | 2003-06-12 | 2005-01-06 | Toshiba Corp | 位相検出器 |
JP2005229312A (ja) * | 2004-02-12 | 2005-08-25 | Daihen Corp | 適応型ディジタルフィルタ |
JP2008165125A (ja) * | 2007-01-05 | 2008-07-17 | Kenwood Corp | 音声信号処理装置、音声信号処理方法、および、音声信号処理プログラム |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2000116148A (ja) | 1998-02-13 | 2000-04-21 | Mitsubishi Electric Corp | 電力変換装置 |
KR100314113B1 (ko) * | 1999-08-25 | 2001-11-15 | 구자홍 | 정합 필터 및 필터링방법, 이를 이용한 다매체 디지털 방송수신 장치 |
JP3899966B2 (ja) * | 2002-03-14 | 2007-03-28 | 松下電器産業株式会社 | ディジタル信号受信装置 |
US8160191B2 (en) * | 2008-12-01 | 2012-04-17 | Rockstar Bidco Lp | Correction of quadrature errors |
-
2011
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Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS57181712A (en) * | 1981-04-30 | 1982-11-09 | Furukawa Alum Co Ltd | Controlling method of sheet thickness in rolling mill |
JP2004336152A (ja) * | 2003-04-30 | 2004-11-25 | Sony Corp | 正弦波発生回路 |
JP2005003530A (ja) * | 2003-06-12 | 2005-01-06 | Toshiba Corp | 位相検出器 |
JP2005229312A (ja) * | 2004-02-12 | 2005-08-25 | Daihen Corp | 適応型ディジタルフィルタ |
JP2008165125A (ja) * | 2007-01-05 | 2008-07-17 | Kenwood Corp | 音声信号処理装置、音声信号処理方法、および、音声信号処理プログラム |
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