JP6327154B2 - 信号生成装置、信号生成方法及び数値制御発振器 - Google Patents
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Description
1.波形テーブル方式(例えば、特許文献1、2及び3等)
ROM(Read Only Memory)に格納された波形テーブルを引くことによって、サイン値及びコサイン値を算出する方法である。特徴としては、高速処理が可能となる点があげられる。
2.直線補間方式(例えば、特許文献1等)
上述の波形テーブルに対し、直線補間を付加する方法である。波形テーブル方式よりROMテーブルを小さくすることが可能である。図14は、直線補間方式を適用した従来の数値制御発振器の波形変換部を示す図である。図14に示すように、従来の波形変換部1342は、コサインテーブル1301、サインテーブル1302、除算器1303、1304、乗算器1305、1306、及び加算器1307、1308を有する。コサインテーブル1301及びサインテーブル1302には、所定位相間隔でコサイン波信号、サイン波信号を生成するためのパラメータが格納されており、この位相間隔より細かい位相間隔における信号は直線補間して求めるものである。
3.CORDIC方式(例えば、特許文献4等)
直交座標系の差分テーブルを用いて、目的とする角度に徐々に近づけることにより、座標を求める方法である。特徴としては、誤差が小さいことが挙げられる。
4.マクローリン展開方式
三角関数をマクローリン展開した高次式を使用して、コサイン波及びサイン波を直接求める方法である。
図6は、本発明の実施の形態1にかかる数値制御発振器における波形変換部を示す図である。図6に示すように、本実施の形態にかかる数値制御発振器40における波形変換部42は、第1の周波数信号としてのコサイン波信号を発生するためのパラメータが格納された第1のパラメータテーブルとしてのコサインテーブル101と、コサイン波信号とは位相が異なる第2の周波数信号、すなわちサイン波信号を発生するためのパラメータが格納された第2のパラメータテーブルとしてのサインテーブル102とを有する。また、第1の位相間隔で生成された位相信号が入力され、サイン波及びコサイン波信号を、この位相信号が示す位相に応じて補正するそれぞれ第1及び第2の補正値を生成する補正値生成部としての補正機構50を有する。さらに、位相信号、コサインテーブル101のパラメータ、及び補正機構50が生成した第1の補正値に基づき、第1の位相間隔のコサイン波信号を生成する第1の信号生成部としての加算器111と、位相信号、サインテーブル102のパラメータ、及び補正機構50が生成した第2の補正値に基づき、第1の位相間隔のサイン波信号を生成する第2の信号生成部としての加算器112とを有する。さらにまた、除算器105、106、乗算器107、108を有する。また、補正機構50は、位相変換回路103、放物線(波形)テーブル104、及び第1及び第2の補正値出力部としての乗算器109及び乗算器110を有する。
次に、本発明の実施の形態にかかる数値制御発振器1における波形変換部42の動作について説明する。位相生成部41で生成された位相信号p0が波形変換部42に入力されると、上位ビットp1と下位ビットp2とに分解される。
次に、本発明の実施の形態2にかかる数値制御発振器について説明する。なお、図1乃至10に示す実施の形態1にかかる数値制御発振器と同一の構成要素には同一の符号を付しその詳細な説明は省略する。図11は、本発明の実施の形態2にかかる数値制御発振器における波形変換部の一具体例を示すブロック図である。なお、数値制御発振器における位相生成部41の構成は実施の形態1と同様とすることができる。なお、位相生成部41の構成はこれに限るものではない。
11 直交復調処理部
12 直交変調処理部
40 数値制御発振器
41 位相生成部
42 波形変換部
50 補正機構
101 コサインテーブル
102 サインテーブル
103 位相変換回路
104 放物線テーブル
105、106 除算器
107、108、109、110 乗算器
111、112 加算器
202、203 乗算器
204、205 フィルタ
302、302 乗算器
304 加算器
901 位相レジスタ
902 位相回転速度レジスタ
903 加算器
1001 波形変換コア部
1002 コントローラ部
1003 符号反転回路
1004、1005 セレクタ
1006、1007 符号反転回路
1042 波形変換部
1050 補正機構
1101 コサインテーブル
1102 サインテーブル
1103 位相変換回路
1104 放物線テーブル
1107、1108、1109、1110 乗算器
1111、1112 加算器
1201 減算器
1202 セレクタ
1301 コサインテーブル
1302 サインテーブル
1303、1304 除算器
1305、1306 乗算器
1307、1308 加算器
Claims (11)
- 第1の周波数信号発生用のパラメータが格納された第1のパラメータテーブルと、
前記第1の周波数信号とは位相が異なる第2の周波数信号発生用のパラメータが格納された第2のパラメータテーブルと、
第1の位相間隔で生成された位相信号が入力され、前記第1及び第2の周波数信号を、当該位相信号が示す位相に応じて補正するそれぞれ第1及び第2の補正値を生成する補正値生成手段と、
前記位相信号、前記第1のパラメータテーブルのパラメータ、及び前記補正値生成手段が生成した前記第1の補正値に基づき、前記第1の位相間隔の前記第1の周波数信号を生成する第1の信号生成手段と、
前記位相信号、前記第2のパラメータテーブルのパラメータ、及び前記補正値生成手段が生成した前記第2の補正値に基づき、前記第1の位相間隔の前記第2の周波数信号を生成する第2の信号生成手段と有し、
前記第1及び第2のパラメータテーブルは、前記第1及び第2の周波数信号を直線補間して生成するためのパラメータを、前記第1の位相間隔より大きな間隔である第2の位相間隔で保持し、
前記補正値生成手段は、左右対称の放物線波形であって前記第2の位相間隔未満の位相間隔の波形データを有する放物線波形テーブルを有し、
前記補正値生成手段は、当該放物線波形テーブルを参照して、前記第1の位相間隔以上第2の位相間隔未満の位相間隔に応じた前記第1及び第2の補正値を生成する、信号生成装置。 - 前記第1及び第2のパラメータテーブルは、それぞれ第1乃至第3パラメータを有し、
前記第1パラメータは、前記第1の位相間隔より大きな間隔である第2の位相間隔において最小位相における対応する前記第1又は第2の周波数信号のデータ値を示し、
前記第2パラメータは、前記第2の位相間隔において最小位相及び最大位相における対応する前記第1又は第2の周波数信号のデータ値を直線で結んだ補間直線の傾き値を示し、
前記第3パラメータは、前記第2の位相間隔の位相区間の中間位相値における、前記補間直線上の値と、対応する前記第1又は第2の周波数信号上の値との差を示す、請求項1記載の信号生成装置。 - 前記放物線波形テーブルは、前記放物線波形の右又は左半分のみの前記波形データを有する、請求項1記載の信号生成装置。
- 前記補正値生成手段は、左右対称の放物線波形であって、前記第1の位相間隔より大きな間隔である第2の位相間隔未満の位相間隔の波形データを有する放物線波形テーブルと、前記位相信号を前記放物線波形テーブルが格納する前記波形データの位相に応じた値に変換する位相変換回路と、位相変換された位相に応じて前記放物線波形テーブルから読み出された波形データと前記第3パラメータとに基づき、前記第2の位相間隔未満の位相間隔のそれぞれ前記第1及び第2の補正値を生成するそれぞれ第1及び第2の補正値出力手段とを有する、請求項2記載の信号生成装置。
- 前記第1及び第2の周波数信号は、それぞれサイン波信号及びコサイン波信号である、請求項1乃至4のいずれか1項記載の信号生成装置。
- 前記第1及び第2の周波数信号の周期を2πとし、前記第1の位相間隔の位相信号を2 2n =2Nビット(N≧0、nは0以上の整数)で表現としたとき、
前記第1及び第2のパラメータテーブルには、0乃至π/4における、それぞれ前記第1及び第2の周波数信号を発生するための、前記第2の位相間隔のパラメータが保持され、
前記放物線波形テーブルには、縦軸0乃至1、横軸0乃至Nの左右対称の放物線のうち、横軸0乃至N/4における前記第1の位相間隔の値が保持しされたものである、請求項4記載の信号生成装置。 - 前記第1の信号生成手段と前記第2の信号生成手段とは、補正値生成について、前記補正値生成手段の前記放物線波形テーブルを共有する、請求項1乃至6のいずれか1項記載の信号生成装置。
- 第1の周波数信号及び前記第1の周波数信号とは位相が異なる第2の周波数信号を発生する信号生成方法であって、
第1の位相間隔で生成された位相信号を入力し、前記第1及び前記第2の周波数信号を、当該位相信号が示す位相に応じて補正するそれぞれ第1及び第2の補正値を生成する補正値生成工程と、
前記位相信号、前記第1の周波数信号発生用のパラメータ、及び前記補正値生成工程にて生成された前記第1の補正値に基づき、前記第1の位相間隔の前記第1の周波数信号を生成する第1の信号生成工程と、
前記位相信号、前記第2の周波数信号発生用のパラメータ、及び前記補正値生成工程にて生成された前記第2の補正値に基づき、前記第1の位相間隔の前記第2の周波数信号を生成する第2の信号生成工程とを有し、
前記補正値生成工程では、一の放物線波形データを使用して前記第1及び第2の補正値を生成し、
前記第1及び第2の周波数信号を直線補間して生成するためのパラメータを、前記第1の位相間隔より大きな間隔である第2の位相間隔で保持し、
左右対称の放物線波形であって前記第2の位相間隔未満の位相間隔の波形データを有する前記放物線波形データを使用して、前記第1の位相間隔以上第2の位相間隔未満の位相間隔に応じた前記第1及び第2の補正値を生成する、信号生成方法。 - 前記補正値生成工程では、前記一の放物線波形データを共有して、前記第1及び第2の補正値を生成する、請求項8記載の信号生成方法。
- 第1の位相間隔の位相信号を生成する位相信号生成手段と、
前記位相信号に基づき第1の周波数信号、及び前記第1の周波数信号とは位相が異なる第2の周波数信号を生成する信号生成手段とを備え、
前記信号生成手段は、
前記第1の周波数信号発生用のパラメータが格納された第1のパラメータテーブルと、
前記第2の周波数信号発生用のパラメータが格納された第2のパラメータテーブルと、
前記位相信号生成手段で生成された位相信号が入力され、前記第1及び第2の周波数信号を、当該位相信号が示す位相に応じて補正するそれぞれ第1及び第2の補正値を生成する補正値生成手段と、
前記位相信号、前記第1のパラメータテーブルのパラメータ、及び前記補正値生成手段が生成した前記第1の補正値に基づき、前記第1の位相間隔の前記第1の周波数信号を生成する第1の信号生成手段と、
前記位相信号、前記第2のパラメータテーブルのパラメータ、及び前記補正値生成手段が生成した前記第2の補正値に基づき、前記第1の位相間隔の前記第2の周波数信号を生成する第2の信号生成手段と有し、
前記第1及び第2のパラメータテーブルは、前記第1及び第2の周波数信号を直線補間して生成するためのパラメータを、前記第1の位相間隔より大きな間隔である第2の位相間隔で保持し、
前記補正値生成手段は、左右対称の放物線波形であって前記第2の位相間隔未満の位相間隔の波形データを有する放物線波形テーブルを有し、
前記補正値生成手段は、当該放物線波形テーブルを参照して、前記第1の位相間隔以上第2の位相間隔未満の位相間隔に応じた前記第1及び第2の補正値を生成する、数値制御発振器。 - 前記第1の信号生成手段と前記第2の信号生成手段とは、補正値生成について、前記補正値生成手段の前記放物線波形テーブルを共有する、請求項10記載の数値制御発振器。
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