JP5954672B2 - 基本波電圧変換波形と偏移を含む電圧波形の差分出力回路 - Google Patents

Description

本発明は、ＦＭ変調アンプにおいてＦＭ偏移分のみ出力することを改善する基本波電圧変換波形と偏移を含む電圧波形の差分出力回路に関するものである。

従来、高周波域のＦＭ変調回路で電圧に変えるには、ＦＭ検波手段を用いるが低周波域では検波手段は使えず変調無しで増幅するには、入力端子側から直接増幅器に入力していた。

実用新案登録第３１７５４８１号公報

発明の解決しようとする課題

ＦＭ変調アンプにおいて、ＦＭ変調回路を介してＦＶ変換回路で電圧変換しても信号分の偏移電圧が出ないので誤差信号の補正を行う場合、余分な信号電圧が出てしまう問題があった。本発明は、ＦＭ変調で信号分の周波数のずれを確実にアナログ電圧に換えることを目的にするものである。

オーディオ信号をサンプリング回路で標本化してＵＳＢＤＡＣを通して階段状の細かな波形を再生した場合、元のオーディオ信号と比較すると誤差が出てくる。提案者は特許文献１を基に，サンプリング周波数発振回路と逓倍器で整数倍の高周波の変調波を利用したＦＭ変調回路でＦＶ変換回路から電圧に変換しようと考案したが信号に乗せる振動も検波せず一緒に電圧に上乗せされるのでノイズが出てしまう欠点があった。

アナログ信号入力端子に入る信号とサンプリング回路からＵＳＢＤＡＣを経て、抵抗器群から位相反転回路を介してアナログ信号と前述の信号を両方から信号波打消回路に同時に入力、信号波打消回路の出力の誤差信号検出信号をＦＭ変調回路に入力、一方サンプリング周波数発振回路から逓倍器を介して周波数の整数倍に変換、ＦＭ変調回路の基本波信号として加えているが周波数の変化分のみ電圧出力するのである。本発明は以上の問題を改善するものである。

発明を解決するための手段

補正誤差信号検出するために入力端子からＦＭ変調回路に入力、基本波発振手段に接続且つＦＭ変調回路の出力を第１のＦＶ変換回路に、同時に基本波発振手段と逆位相反転回路を接続して第２のＦＶ変換回路、その両方のＦＶ変換回路の出力を合成回路に加えることで互いに打ち消し合い偏移分の電圧のみが出力される。

ＦＭ変調回路と重複する基本波発振回路による正弦波と同じリズムで別経路にて前述基本発振手段と逆位相反転回路を通してともに合成回路に入力することで偏移なしの状態、つまりＦＭ変調回路に加える信号が無い場合、逆位相反転回路と同じ上下の重なりで打消し合うタイミングが一致することで歪やノイズが出ないアナログ信号が出力されることを特徴とするものである。

発明の効果

基本波発振手段をＦＭ変調回路の変調に使う事と別経路でＦＶ変換回路に通し重複して使用することで同じタイミングが一致させ、同時に一方に逆位相回路を介して通過させ合成回路に入力させるので互いに打ち消し合い出力するのでノイズや歪が少なく誤差補正信号を入力する際にＦＭ変調を掛けた出力と基本波発振手段の偏移なしの場合を比較した差分信号が出力されるので誤差補正分の信号が出てくる。この改善でサンプリング処理して得られたデジタル信号のアナログ成分とこの誤差補正分が加えられることで正確な連続した曲線波形の増幅を行うことができる。

本発明のＦＭ変調回路でＦＭ偏移分の電圧を出力する回路図 本発明のＦＭ変調回路の出力波形と基本波の波形の比較図 ＦＭ変調回路を用いたオーディオアンプの構成図

以下、本発明の実施例の一形態を図１から図３を参照に詳細に説明する。図１は、ＦＭ変調回路でＦＭ偏移分の電圧を出力する回路図である。
補正信号である誤差入力信号（１）は入力端子（２）に入る。誤差入力信号（１）は、サンプリング回路（１２）で補正信号が検出された場合、入力端子（２）に取り込まれたアナログ信号電圧データは、誤差補正信号のみである。
入力端子（２）からＦＭ変調回路（３）に接続され、基本波周波数を発生させる基本波発振手段（５）は、誤差入力信号（１）が入力端子（２）を経由して接続するＦＭ変調回路（３）の正弦波入力端子（１５）に接続してＦＭ変調させる。同時に基本波発振手段（５）は逆位相反転回路（６）を介して第２のＦＶ変換回路（７）に接続されている。
基本波発振手段（５）の発生する波形は、正弦波であり基本波発振手段（５）は、低周波を取り扱う場合、正弦波を発振するがこの電気振動は、Ｑ出力としてサンプリング周波数発振回路（１３）から逓倍器（１４）を経由してＦＭ変調回路（３）の正弦波入力端子（１５）に供給される。
第１のＦＶ変換回路（４）や第２のＦＶ変換回路（７）は周波数の高低差に応じて電圧を変換させ電圧を変えるものである。
ＦＭ変調回路（３）の出力は第１のＦＶ変換回路（４）に接続し、一方基本波発振手段（５）の出力は、逆位相反転回路（６）で位相反転して第２のＦＶ変換回路（７）で出力は、波形打消しの為の反転した波形になる。
第１のＦＶ変換回路（４）の出力波形は、ＦＭ変調による周波数の偏移による電圧波形に起伏が激しい。基本波発振手段（５）は、図２の（ａ）に示すような安定した正弦波が逆位相反転回路（６）により位相反転して横軸を境に上下関係が反対になる。図２の（ｂ）は、ＦＭ変調回路（３）から第１のＦＶ変換回路（４）の出力は、ＦＭ偏移を含む波形（ｃ）になる。これを合成回路（８）に両方とも入力され第１のＦＶ変換回路（４）の出力と第２のＦＶ変換回路（７）の出力が互いに打ち消し合うことで（ｄ）に示すように出力端子（９）からＦＭ変調偏移分のみの差分アナログ出力が出る。図３に示す通り、この出力に加えてサンプリング処理を施してアナログ信号に換えて出力端子（９）を経由してＡＦ増幅回路に同時に入力して増幅して得た出力はアナログ波形出力（１０）である。

ＦＭ変調回路（３）で入力側に電圧がある場合、ＦＭ変調の際の周波数の偏移分周波数が増えることで基本波周波数に加えて周波数偏移分、第１のＦＶ変換回路（４）の電圧波形と基本波発振手段（５）から接続された逆位相反転回路（６）による位相反転で、第２のＦＶ変換回路（７）から出力される電圧を重ねると連続した補正電圧波形が出てくる。基本波発振波と同じ周波数では出力電圧は０電圧となり静音の出力状態になる。

ＦＭ変調回路（３）で偏移した分の周波数が上昇した場合仮に元の周波数がＦ０とすると偏移分の周波数△Ｆが加わりＦ１とする。Ｆ１＞Ｆ０、Ｆ１はＦ０より周波数が高くＦＶ変換回路を通すと電圧はＦ０時より高い電圧値になる．偏移なしでは電圧値は同じであるので打ち消した場合は無電圧値になる。

図３は、ＦＭ変調回路（３）を用いたオーディオアンプの構成図である。
ＦＭ変調回路とＦＶ変換回路による補正信号以外の余分な電圧が出力する欠点が解消され、補正信号とサンプリング処理したアナログ信号に付け加え、ＦＭ変調アンプに組み込んだ場合、サンプリング周波数発振回路（１３）と逓倍器（１４）を介して得た出力をＱ出力とすると基本波発振手段（５）の出力波形と同じである。ゆえにＱ出力はサンプリング周波数の整数倍の振動数である。

１ 誤差入力信号
２ 入力端子
３ ＦＭ変調回路
４ 第１のＦＶ変換回路
５ 基本波発振手段
６ 逆位相反転回路
７ 第２のＦＶ変換回路
８ 合成回路
９ 出力端子
１０ アナログ波形出力
１１ ＦＭ偏移電圧差出力回路（Ａブロック）
１２ サンプリング回路
１３ サンプリング周波数発振回路
１４ 逓倍器
１５ 正弦波入力端子（Ｑ出力）

Claims (2)

1. 入力端子から誤差入力信号を、ＦＭ変調回路の入力側に加え、基本波発振手段からＦＭ変調回路の局部発振として使う端子に接続し、前述のＦＭ変調回路の出力に第１のＦＶ変換回路を接続し、前述の基本波発振手段の出力は、位相反転回路を介して第２のＦＶ変換回路に接続し、双方の出力を合成回路に入力することを特徴とする基本波電圧変換波形と偏移を含む電圧波形の差分出力回路。
2. 基本波発振手段は、ＦＭ変調回路の局部発振部分の他に逆位相反転回路を介して、第２のＦＶ変換回路に重複して接続し、同じリズムの正弦波を発振することで誤差入力信号の電圧が無い場合、タイミングよく打ち消し合い出力が無い状態を作ることを特徴とする請求項１記載の基本波電圧変換波形と偏移を含む電圧波形の差分出力回路。

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