JP5929523B2 - 高調波生成装置および高調波生成方法 - Google Patents
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Description
入力信号を全波整流する整流部と、
前記入力信号の傾きの符号を生成する微分部と、
前記入力信号の傾きが正の時点では、その時点における前記全波整流の値をとり、前記入力信号の傾きが負の時点では、その直前の前記入力信号の極大値とその直後の前記入力信号の極小値を正に反転させた値とを結ぶ直線の値をとる、台形波を生成する生成部と、
を備えることを特徴とする。
前記生成波調整部で前記台形波を調整した信号と前記入力信号を加算する調整加算部と、
を備えることを特徴とする。
前記低域フィルタで抽出した基本波成分の信号を前記整流部、前記微分部および前記生成部の入力信号とする、
ことを特徴とする。
入力信号を全波整流する整流ステップと、
前記入力信号の傾きの符号を生成する微分ステップと、
前記入力信号の微分が正の時点では、その時点における前記全波整流の値をとり、前記入力信号の微分が負の時点では、その直前の前記入力信号の極大値とその直後の前記入力信号の極小値を正に反転させた値とを結ぶ直線の値をとる、台形波を生成する生成ステップと、
を備えることを特徴とする。
前記生成波調整ステップで前記台形波を調整した信号と前記入力信号を加算する調整加算ステップと、
を備えることを特徴とする。
前記生成波調整ステップでは、前記帯域調整ステップで抽出した周波数成分の波形を入力とすることを特徴とする。
前記整流ステップ、前記微分ステップおよび前記生成ステップでは、前記低域濾波ステップで抽出した基本波成分の信号を前記入力信号とする、
ことを特徴とする。
図1は、本発明の実施の形態1に係る高調波生成装置の構成例を示すブロック図である。高調波生成装置1は、全波整流部2、微分部3、直流部4および増減判定部5を備える。入力信号は、全波整流部2、微分部3、直流部4それぞれに入力される。全波整流部2は、入力信号を全波整流して、全ての時点で基準電位以上の値の信号を生成する。全波整流部2では、平滑化しない。全波整流部2は、例えばダイオードを用いるブリッジ整流回路で構成することができる。あるいは、低域フィルタを通して、高調波生成装置1が使用する周波数の倍以上の周波数でサンプリングしてA−D(Analogue to Digital)変換し、負の値を符号反転して、全波整流することができる。
x[t] = sin(2πf・t) ・・・ (1)
y[t] = sin(πf・t) ・・・ (2)
である。
|y[t]|=|sin(πf・t)|
≒ A(0)+A(2)cos(πf・2t)+A(4)cos(πf・4t)+・・・
+A(2(n-1))cos(πf・2(n−1)t)+A(2n)cos(πf・2nt)
・・・ (3)
A(n)はフーリエ余弦係数である。
|y[t]| ≒ A(0)+A(2)cos(2πf・1t)+A(4)cos(2πf・2t)+
・・・+A(2(n-1))cos(2πf・(n−1)t)+A(2n)cos(2πf・nt)
・・・(4)
となる。式(4)から、入力信号x[t]の周波数が半分である信号y[t]の絶対値をとった信号は、入力信号x[t]の整数倍の信号であることが言える。
実施の形態2では、倍音を生成したい低域周波数信号抽出のためのLPF(低域フィルタ)が追加される。また、倍音全体の周波数帯域とゲインを調整し、倍音の直流成分を除去する。そして、入力信号に対して、倍音生成のために高調波生成装置1にかかる遅延と同等の時間を遅延させて、倍音に加算する。
図9は、本発明の実施の形態3に係る高調波生成装置の構成例を示すブロック図である。実施の形態3では、増減判定部5で生成される台形波に、全波整流した信号を加算する。
2 全波整流部
3 微分部
4 直流部
5 増減判定部(生成部)
6 基本波抽出LPF(低域フィルタ)
7 倍音調整部(帯域調整部)
8 微分器(生成波調整部)
9 加算器(調整加算部)
10 入力遅延器
11 増幅器
12 全波増幅器
13 加算器(整流加算部)
31 遅延器
32 差分器
41 遅延器
71 増幅器
72 調整LPF
73 調整BPF
81 遅延器
82 差分器
83 位相反転器
Claims (10)
- 入力信号を全波整流する整流部と、
前記入力信号の傾きの符号を生成する微分部と、
前記入力信号の傾きが正の時点では、その時点における前記全波整流の値をとり、前記入力信号の傾きが負の時点では、その直前の前記入力信号の極大値とその直後の前記入力信号の極小値を正に反転させた値とを結ぶ直線の値をとる、台形波を生成する生成部と、
を備えることを特徴とする高調波生成装置。 - 前記生成部で生成した台形波の直流分を除去し、前記入力信号との位相差を調整する生成波調整部と、
前記生成波調整部で前記台形波を調整した信号と前記入力信号を加算する調整加算部と、
を備えることを特徴とする請求項1に記載の高調波生成装置。 - 前記生成部で生成した台形波から所定の範囲の周波数成分を抽出して、前記生成波調整部の入力とする帯域調整部を備えることを特徴とする請求項2に記載の高調波生成装置。
- 前記生成部で生成した台形波に、前記全波整流した信号を加算する整流加算部を備えることを特徴とする請求項1に記載の高調波生成装置。
- 波動信号の基本波成分の信号を抽出する低域フィルタを備え、
前記低域フィルタで抽出した基本波成分の信号を前記整流部、前記微分部および前記生成部の入力信号とする、
ことを特徴とする請求項1ないし4のいずれか1項に記載の高調波生成装置。 - 入力信号を全波整流する整流ステップと、
前記入力信号の傾きの符号を生成する微分ステップと、
前記入力信号の微分が正の時点では、その時点における前記全波整流の値をとり、前記入力信号の微分が負の時点では、その直前の前記入力信号の極大値とその直後の前記入力信号の極小値を正に反転させた値とを結ぶ直線の値をとる、台形波を生成する生成ステップと、
を備えることを特徴とする高調波生成方法。 - 前記生成ステップで生成した台形波の直流分を除去し、前記入力信号との位相差を調整する生成波調整ステップと、
前記生成波調整ステップで前記台形波を調整した信号と前記入力信号を加算する調整加算ステップと、
を備えることを特徴とする請求項6に記載の高調波生成方法。 - 前記生成ステップで生成した台形波から所定の範囲の周波数成分を抽出する帯域調整ステップを備え、
前記生成波調整ステップでは、前記帯域調整ステップで抽出した周波数成分の波形を入力とすることを特徴とする請求項7に記載の高調波生成方法。 - 前記生成ステップで生成した台形波に、前記全波整流した信号を加算する整流加算ステップを備えることを特徴とする請求項6に記載の高調波生成方法。
- 波動信号の基本波成分の信号を抽出する低域濾波ステップを備え、
前記整流ステップ、前記微分ステップおよび前記生成ステップでは、前記低域濾波ステップで抽出した基本波成分の信号を前記入力信号とする、
ことを特徴とする請求項6ないし9のいずれか1項に記載の高調波生成方法。
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