JP2734012B2 - 雑音除去回路 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は雑音除去回路に係り、特にパルス性の信号を
含む受信信号中により周期性のあるパルス信号を除く他
のパルス性雑音を除去する雑音除去回路に関するもので
ある。

〔従来の技術〕

従来、この種の雑音除去回路は、受信信号を検波し、
直流信号に直したのち、この直流信号レベルに対し一定
のしきい値を設け、このしきい値以下の信号を除去する
ものであつた。

〔発明が解決しようとする課題〕

上述した従来の雑音除去回路では、受信信号のS/Nの
みによつて雑音除去が行われるため、受信信号中にパル
ス性の雑音がある場合には、パルス性雑音のレベルが高
いか、または周期パルス信号レベルが低いときにはパル
ス性の雑音を除去できなかつたり、周期パルス信号まで
除去してしまうという課題があつた。

〔課題を解決するための手段〕

本発明の雑音除去回路は、パルス性の信号を含む受信
信号中より周期性のあるパルス信号を除く他のパルス性
信号を除去する雑音除去回路において、上記受信信号か
らパルス性信号の存在を検知しその周波数とパルス長を
検出するパルス検出回路と、このパルス検出回路により
検出されたパルス性信号の周波数とパルス長およびパル
ス性信号が検出され始めた時間もしくはそのパルス性信
号が検出されなくなつた時間から周期パルス信号の存在
を検知しその繰返し周期を検出する周期性検出回路と、
上記パルス検出回路により検出された周期パルス信号の
周波数とパルス長および上記周期性検出回路により検出
された周期パルス信号の繰返し周期により通過周波数達
域と通過時間を変えて受信信号を通過させるフイルタ回
路と、受信信号中のパルス性雑音を除く雑音レベルもし
くは雑音のスペクトル分布を計算する雑音レベル計算回
路と、この雑音レベル計算回路により計算されたレベル
もしくはスペクトル分布をもつ雑音を発生する雑音発生
回路と、上記フイルタ回路の出力と上記雑音発生回路の
出力とを加算する加算回路とを備えてなるものである。

〔作 用〕

本発明においては、受信信号中に含まれるパルス性雑
音を検出し、それら検出されたパルス性信号の中から周
期性のあるパルス性信号を検出し、この検出された周期
パルス信号の周波を中心としたバンドパスフイルタをそ
の周期パルス信号が次に受信される時間だけ形成し、受
信信号を通過させ、受信信号中のパルス性信号を除く雑
音レベルを計算し、これと同一レベルの白色雑音を加算
し、周期パルス信号と同じ周波数成分の雑音をマスクす
る。

〔実施例〕

以下、図面に基づき本発明の実施例を詳細に説明す
る。

第１図は本発明の一実施例を示すブロツク図である。

図において、１は受信信号の入力端子、２は受信信号
からパルス性信号の存在を検知しその周波数とパルス長
を検出するパルス検出回路、３はこのパルス検出回路２
により検出されたパルス性信号の周波数とパルス長およ
びパルス性信号が検出され始めた時間もしくはそのパル
ス性信号が検出されなくなつた時間から周期パルス信号
の存在を検知しその繰返し周期を検出する周期性検出回
路、４はパルス検出回路２により検出された周期パルス
信号の周波数とパルス長および周期性検出回路３により
検出された周期パルス信号の繰返し周期により通過周波
数帯域と通過時間を変えて受信信号を通過させるフイル
タ回路、５は受信信号中のパルス性雑音を除く雑音レベ
ルもしくは雑音のスペクトル分布を計算する雑音レベル
計算回路、６はこの雑音レベル計算回路５により計算さ
れたレベルもしくはスペクトル分布をもつ雑音を発生す
る雑音発生回路、７はフイルタ回路４の出力と雑音発生
回路６の出力とを加算する加算回路、８は出力端子であ
る。

つぎにこの第１図に示す実施例の動作を説明する。

まず、入力端子１から入力された受信信号101はパル
ス検出回路２とフイルタ回路４および雑音レベル計算回
路５に供給される。そして、パルス検出回路２では、受
信信号101からパルス性信号を検出する処理が行われ、
パルス性信号が検出されたとき、検出されたパルス性信
号の周波数データ102とパルス長データ103およびパルス
立下がりタイミング信号104が出力され、各々周期性検
出回路３に供給される。この周期性検出回路３では、パ
ルス性信号の周波数データ、パルス長データの記憶・蓄
積，パルス立下がりタイミング信号によるパルス立下が
り時間の検出とパルス立下がり時間の記憶・蓄積が行わ
れ、これら蓄積されているデータと新たに検出されたパ
ルス性信号の周波数データ、パルス長データ、パルス立
下がり時間との比較により周期パルス信号の検出と検出
された周期パルス信号が次に受信される時間の計算が行
われ、周期パルス信号が次に受信される時間に信号がフ
イルタを通過し、それ以外の時間には信号がフイルタを
通過しないようにするフイルタON−OFF信号106と、周期
パルス信号の周波数データ105が出力され、フイルタ回
路４に供給される。

つぎに、フイルタ回路４では、フイルタON−OFF信号1
06がON状態のときのみ周波数データ105の周波数を中心
とするバンドパスフイルタが形成され、受信信号101中
の周期パルス信号の周波数成分を持つ周期パルス周波数
成分信号107が取り出され、加算回路７に送出される。
そして、雑音レベル計算回路５では、受信信号101から
受信信号中に含まれるパルス性の信号を除去した残りの
信号成分（雑音）のレベル計算が行われ、雑音レベルデ
ータ108が雑音発生回路６に送出される。この雑音発生
回路６では、雑音レベルデータ108と同レベルの白色雑
音信号109が発生され、加算回路７に送出される。加算
回路７ではフイルタ回路４からの周期パルス周波数成分
信号107と雑音発生回路６からの白色雑音信号109とが加
算され加算信号110が出力端子８に送出される。

第２図は第１図のパルス検出回路２の実施例を示すブ
ロツク図である。

第２図において、９は受信信号の入力端子、10は所定
時間毎にFFT（Fast Fourier Transform:高速フーリエ変
換）を行い受信信号の周波数スペクトルを計算するFFT
回路、11は受信信号の周波数スペクトルデータから所定
のしきい値を越えるスペクトルを抽出することによりパ
ルス性信号を抽出するしきい値回路、12は抽出されたス
ペクトルが所定時間毎に継続して抽出されているか否か
を判定することにより抽出パルス信号の継続性を判定す
るパルス継続性判定回路、13は抽出されたパルス信号の
周波数を記憶するとともにパルス信号が継続しなくなつ
たとき抽出されたパルス信号の周波数を出力する周波数
データ記憶回路、14は抽出されたパルス信号の継続回数
を記憶するとともにパルス信号が継続しなくなつたと
き、抽出されたパルス信号のパルス長を出力するパルス
長データ記憶回路、15〜17は各々抽出されたパルス信号
の周波数、パルス長、パルス立下がりタイミング信号の
出力端子である。

つぎにこの第２図に示す実施例の動作を説明する。

まず、入力端子９より入力された受信信号101はFFT回
路10により所定時間毎にFFTされ、周波数スペクトルデ
ータ111となつてしきい値回路11に送出される。このし
きい値回路11では、所定時間毎にFFT回路10から送出さ
れる周波数スペクトルデータ111をもとに周波数軸方向
および時間軸方向のレベルの移動平均処理が行われ、各
スペクトル毎のS/N比が計算された後、所定のS/Nのしき
い値を超えるスペクトルが抽出され、抽出されたスペク
トル周波数データ（抽出スペクトル周波数データ）112
がパルス継続性判定回路12に送出される。

つぎに、パルス継続性判定回路12では、所定時間毎に
しきい値回路11から送出される抽出スペクトル周波数デ
ータ112と周波数データ記憶回路13に記憶されている１
つ前の時間までに抽出されたスペクトルの周波数データ
（抽出スペクトル周波数データ）113が比較され、周波
数の差が所定の範囲内ならば同一パルスが継続している
ものと判定されパルス継続回数カウントアツプ信号115
がパルス長データ記憶回路14に送出されるとともに、抽
出スペクトル周波数データ114が周波数データ記憶回路1
3に送出される。また、抽出スペクトル周波数データ112
と抽出スペクトル周波数データ113の周波数差が所定の
範囲外のときは、抽出されたパルス信号が終了したもの
と判定され、パルス立下がりタイミング信号104が出力
端子17と周波数データ記憶回路13およびパルス長データ
記憶回路14に送出されると共に、抽出スペクトル周波数
データ114が周波数データ記憶回路13に送出される。さ
らに、周波数データ記憶回路13に抽出スペクトル周波数
データがないときには、パルス継続回数カウントアツプ
信号115とパルス立下がりタイミング信号104は出力され
ずに抽出スペクトル周波数データ114が周波数データ記
憶回路13に送出される。この周波数データ記憶回路13で
は、パルス継続性判定回路12で同一パルスが継続されて
いると判定された場合には抽出スペクトルデータ114に
より継続中のスペクトルの周波数データの更新が行わ
れ、抽出されたパルス信号が終了したものと判定された
ときは、パルス立下がりタイミング信号104により終了
したパルス信号の周波数データ102が出力端子15に送出
されるとともに抽出スペクトル周波数データ114が新ら
しい抽出パルス信号の周波数データとして記憶される。
さらに、この周波数データ記憶回路13に抽出パルスのス
ペクトル周波数データが記憶されていない場合は、単に
抽出スペクトル周波数データ114が新らしい抽出パルス
信号の周波数データとして記憶される。そして、パルス
長データ記憶回路14では、パルス継続性判定回路12で同
一パルスが継続されていると判定されたとき送出される
パルス継続回数カウントアツプ信号115により継続中の
スペクトルの継続回数が１カウントアツプされ記憶さ
れ、抽出されたパルス信号が終了したものと判定された
ときはパルス立下がりタイミング信号104により終了し
たパルス信号の継続回数がパルス長データ103として出
力端子16に送出される。

第３図は第１図の周期性検出回路３の実施例を示すブ
ロツク図である。

第３図において、18〜20はそれぞれ検出されたパルス
信号の周波数データ102,パルス長データ103およびパル
ス立下がりタイミング信号104の入力端子、21はパルス
立下がりタイミング信号104からパルス立下がり時間を
検出するパルス立下がり時間検出回路、22〜25は各々検
出されたパルス信号の周波数，パルス長，パルス立下が
り時間，周期の各データを記憶する記憶回路、26は検出
されたパルス信号の周波数，パルス長，パルス立下がり
時間から、パルス信号の周期性の判定とパルスの繰返し
周期の計算を行う周期性判定回路、27はパルス信号のパ
ルス長，パルス立下がり時間，パルス繰返し周期からフ
イルタON−OFF信号を作り出すフイルタON−OFF制御回
路、28,29は各々周期パルス信号の周波数データとフイ
ルタON−OFF信号の出力端子である。

つぎにこの第３図に示す実施例の動作を説明する。

まず、入力端子18から入力された周波数データ102と
入力端子19から入力されたパルス長データ103はともに
周期性判定回路26に送られるとともに、各々周波数デー
タ記憶回路22とパルス長データ記憶回路23に送られる。
また、入力端子20から入力されたパルス立下がりタイミ
ング信号104はパルス立下がり時間検出回路21に供給さ
れ、パルス立下がり時間検出回路21ではパルス立下がり
タイミング信号104を受けとつた時間がパルス立下がり
時間116として検出され周期性判定回路26とパルス立下
がり時間記憶回路24に送出される。

つぎに、周期性判定回路26では、既に検出された周波
数データ117とパルス長データ118と新たに検出されたパ
ルス信号の周波数データ102とパルス長データ103とが各
々比較され、それらの差がともに所定の範囲内のとき、
新たに検出されたパルス信号の立下がり時間116とパル
ス立下がり時間記憶回路24に記憶されているパルス立下
がり時間119との差が計算されパルス繰返し周期データ1
20として周期データ記憶回路25に送出されるとともに、
既にパルス繰返し周期データが周期データ記憶回路25に
記憶されているときには、そのパルス繰返し周期データ
121との新たに計算されたパルス繰返し周期データ120と
の比較が行われ、それらが所定の関係にある場合、周波
数，パルス長，パルス立下がり時間，周期の各データ記
憶回路22,23,24,25にデータ更新指示信号122が送出され
る。そして、周波数，パルス長，パルス立下がり時間お
よび周期の各データ記憶回路22〜25では、各々周波数デ
ータ102,パルス長データ103,パルス立下がり時間116,パ
ルス繰返し周期データ120が、周期性判定回路26よりデ
ータ更新指示信号122が送出されたときにはそれまで記
憶されているパルス信号の各データと置き換えられて記
憶されるとともに、パルス長，パルス立下がり，周期の
各データ記憶回路23〜25から各々置き換え後のパルス長
データ123,パルス立下がり時間124,パルス繰返し周期デ
ータ125がフイルタON−OFF制御回路27に送出され、デー
タ更新指示信号122が送出されないときには、周波数デ
ータ102,パルス長データ103,パルス立下がり時間116,パ
ルス繰返し周期データ120がそれまで記憶されているパ
ルス信号の各データに追加されて記憶される。そして、
フイルタON−OFF制御回路27では、パルス長データ123
（簡単のためＬで表わす），パルス立下がり時間124
（簡単のためＴで表わす），パルス繰返し周期データ12
5（簡単のためＰで表わす）からこの周期性パルス信号
が次に受信される時間Ｔ＋Ｐ−Ｌが計算され、記憶され
るとともに、Ｔ＋Ｐ−Ｌ−（所定時間）になつたときフ
イルタをON状態にし、Ｔ＋Ｐ＋（所定時間）になつたと
きにフイルタをOFF状態にするフイルタON−OFF信号106
が出力され、このフイルタON−OFF信号106は出力端子29
に送れられるとともに周波数データ記憶回路22に送られ
る。この周波数データ記憶回路22では、フイルタON−OF
F信号106に同期して周期性パルス信号の周波数データ10
5が出力され、この周波数データ105は出力端子28に送ら
れる。

第４図は第１図のフイルタ回路４の実施例を示すブロ
ツク図である。

第４図において、30〜32は各々周期性パルス信号の周
波数データ105,フイルタON−OFF信号106号，受信信号10
1の入力端子、33は２相の正弦波信号を発生するcos・si
n信号発生回路、34,35は乗算回路、36,37はLPF回路、3
9,39は乗算回路、40は加算回路、41は出力端子である。

つぎにこの第４図に示す実施例の動作を説明する。

まず、cos・sin信号発生回路33では、入力端子31から
入力されるフイルタON−OFF信号106がONのとき入力端子
30より入力された周波数データ15の周波数f₀のcos信号1
26cos（２πf₀t）とsin信号127sin（２πf₀t）が発生さ
れ、cos信号126は乗算回路34と乗算回路38に、sin信号1
27は乗算回路35と乗算回路39にそれぞれ供給される。そ
して乗算回路34と乗算回路35ではそれぞれ受信信号101
（便宜上Acos（２πft）で表わす）とcos信号126,受信
信号101とsin信号127とが乗算され、乗算結果信号128 乗算結果信号129 がそれぞれLPF回路36とLPF回路37に送出される。このPL
F回路36,37ではそれぞれ乗算結果信号128,129のcos〔２
π（ｆ＋f₀）ｔ〕およびsin〔２π（ｆ＋f₀）ｔ〕成分
が除去され、増幅されたLPF出力信号130Acos〔２π（ｆ
−f₀）ｔ〕とLPF出信号131−Asin〔２π（ｆ−f₀）ｔ〕
が作られそれぞれ乗算回路39と乗算回路39に送出され
る。この乗算回路38,39ではそれぞれcos信号126とLPF出
力信号130,sin信号127とLPF出力信号131とが乗算され、
各々乗算結果信号132 乗算結果信号133 が加算回路40に送出される。加算回路40では乗算結果信
号132と133が加算され、周期パルス周波数成分信号107A
cos（２πft）が作られ出力端子41に送出される。

そして、受信信号101中に含まれる信号の周波数ｆと
周期パルス信号周波数f₀との差がLPF回路36,37の通過帯
域幅Ｂより大きい（|f−f₀|＞Ｂ場合には、その信号成
分の振幅はLPF回路36,37により著しく減衰され、その結
果_f0−Ｂ〜f₀＋Ｂの周波数帯域を通過させるBPF回路と
して動作する。

また、入力端子31から入力されるフイルタON−OFF信
号106がOFFのときには、cos−sin信号発生回路33ではco
s信号126およびsin信号127はともに振幅零の信号にされ
乗算回路34,35,38,39に送出される。その結果、乗算結
果信号132,133および加算回路40より出力される周期パ
ルス周波数成分信号107が振幅零となり、受信信号が通
過しないよう動作する。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明は、受信信号中に含まれる
パルス性信号を検出し、それら検出されたパルス性信号
の中から周期性のあるパルス信号を検出し、検出された
周期パルス信号の周波を中心としたバンドパスフイルタ
をその周期パルス信号が次に受信される時間だけ形成
し、受信信号を通過させることにより、目的とする周期
パルス信号以外の信号を除去するとともに、目的とする
周期パルス信号が予測した時間に受信されなかつたと
き、周期パルス信号と同じ周波数成分の雑音がパルス性
雑音になるのを防ぐために、受信信号中のパルス性信号
を除く雑音レベルを計算し、これと同一レベルの白色雑
音を加算し、周期パルス信号と同じ周波数成分の雑音を
マスクすることにより、高いパルス性雑音がある場合
や、目的とする周期パルス信号レベルが小さい場合でも
目的とする周期パルス信号を除去することなくパルス性
雑音を除去できる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示すブロツク図、第２図は
第１図のパルス検出回路の実施例を示すブロツク図、第
３図は第１図の周期性検出回路の実施例を示すブロツク
図、第４図は第１図のフイルタ回路の実施例を示すブロ
ツク図である。 ２……パルス検出回路、３……周期性検出回路、４……
フイルタ回路、５……雑音レベル計算回路、６……雑音
発生回路、７……加算回路。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】パルス性の信号を含む受信信号中より周期
   性のあるパルス信号を除く他のパルス性信号を除去する
   雑音除去回路において、前記受信信号からパルス性信号
   の存在を検知しその周波数とパルス長を検出するパルス
   検出回路と、このパルス検出回路により検出されたパル
   ス性信号の周波数とパルス長およびパルス性信号が検出
   され始めた時間もしくは該パルス性信号が検出されなく
   なつた時間から周期パルス信号の存在を検知しその繰返
   し周期を検出する周期性検出回路と、前記パルス検出回
   路により検出された周期パルス信号の周波数とパルス長
   および前記周期性検出回路により検出された周期パルス
   信号の繰返し周期により通過周波数帯域と通過時間を変
   えて受信信号を通過させるフイルタ回路と、受信信号中
   のパルス性雑音を除く雑音レベルもしくは雑音のスペク
   トル分布を計算する雑音レベル計算回路と、この雑音レ
   ベル計算回路により計算されたレベルもしくはスペクト
   ル分布をもつ雑音を発生する雑音発生回路と、前記フイ
   ルタ回路の出力と前記雑音発生回路の出力とを加算する
   加算回路とを備えてなることを特徴とする雑音除去回
   路。