JPH0349304A - 位相検出器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は位相検出器に関し、特にディジタル信号処理に
よる位相検出器に関する。

〔従来の技術〕

第３図は従来の位相検出器の一例のブロック図である。

入力信号の大きさ、波形、信号源インピーダンス及び負
荷インピーダンスによって、この回路は多くの用いがた
ができる。例えば、ダイオードが理想的な固体素子であ
るならば、その電流ｉは、ｉ＝１．　　（ｅｑＶ／に？
　　　１）のようになる。ここで、■はダイオードにか
かる電圧ｑは電子の電荷、にはボルツマン定数、Ｔは温
度（’Ｋ）、１．はＶが負のときの飽和電流である。

基準入力信号ｅ１は、ｅｔ　＝Ｅ、　５ｉｎｌｌｌ、ｔ
、　　ＢＰＦで帯域制限した入力信号ｅ２は、ｅ２　＝
Ｅ２５ｉｎ（Ｗ、ｔ＋φ）、ならばこのときの短絡電流
は、−Ｗ、）ｔ＋φ）　−ＣＯＳ　　Ｃ（Ｗ２＋Ｗｌ　
　）　　ｔ＋φ〕）となる。

この装置の内部インピーダンスは並列の４個のダイオー
ドで構成されているので、Ｒｏ　”−４ ２ｋＴ （ＣＯＳ　　（（Ｗ２　　　Ｗｌ　）　　ｔ＋φ）　−
ＣＯ３（（Ｗ２＋Ｗ１）＋φ〕）で与えられる。これら
の等式はＥ＋　、Ｂ２がｋＴ／ｑ〜２５ｍＶより十分に
小さく保たれたときのものでその結果、ｑ　（Ｅｌ＋Ｅ
２）／ｋＴの「べき」の２乗をこえる項は無視しである
。そして出力には周波数の和と差だけが現れる。

圧は２つの入力の位相差の余弦および２つの入力振幅の
積に比例する。この結果を用いて位相を検出する。

〔発明が解決しようとする課題〕

上述した従来の位相検出器は、その信号成分を選択する
のに通過帯域が可変なバンドパスフィルタを用いている
ので、測定しようとする帯域により、その選択特性が異
なるという欠点がある。また、選択特性を鋭くするため
には可変形バンドパスフィルタの規模を大きくする必要
があり、回路規模が大きくなるという欠点がある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明の位相検出器は、入力のアナログ信号をディジタ
ル信号に変換して出力するＡ−Ｄ変換器と、前記ディジ
タル信号と正弦波を示すディジタル信号とを乗算し第１
の信号として出力する第１の累積加算器と、前記ディジ
タル信号と余弦波のディジタル信号とを乗算し第２の信
号として出力する第２の累積加算器と、前記第１の信号
を前記第２の信号で除算し第３の信号として出力する除
算器と、前記第３の信号により位相を検出する逆正接関
数回路とを有している。

〔実施例〕

次に、本発明について図面を参照して説明する。

第１図は本発明の一実施例のブロック図である。

アナログの入力信号１は、アナログ・ディジタル変換器
２により、ディジタル信号３に変換される。第１のディ
ジタル乗算器４によりディジタル信号３と可変ディジタ
ル正弦波発振器６の出力との積８が得られる。この乗算
器４の出力８は第１の累積加算器ｌＯに入力され、出力
１２を得る。

また、第２のディジタル乗算器５により、ディジタル信
号３と、可変ディジタル余弦波発振器７の出力との積９
が得られる。乗算器５の出力９は第２の累積加算器１１
に入力され出力１３を得る。

除算器１４は第１の累積加算器１０の出力１２を、第２
の累積加算器１１の出力１３で除算した出力１５を逆正
接回路１６が位相を検出した出力１７が選択周波数の位
相の検出出力となる。

いま、入力信号を（１）式とし、 Ｘ＜ｔ）＝Ａ　ＣＯ３（Ｗｔ十〇）＋ＢＣＯ３（ｗ’ｔ
＋θ′）　・・・・・・　　（１）この角周波数Ｗの成
分を測定することを考えると、正弦波発振器と余弦波発
振器の出力をそれぞれａ（１）＋ｂ（ｔ）　　とすると
（２）式となり、ａ　（Ｕ　　＝Ｓｉｎ　　（Ｗ　ｔ　
）　　　　　　−（２）ｂ（１）＝ＣＯ８（Ｗｔ）　　
　　　・・印・・・・　　（３）（１）、　（２）式よ
り（４）式となる。

ａ（Ｌ）　　Ｘ（１）＝Ｓｉｎ　　（Ｗｔ）　　・（Ａ
　Ｃ０３（Ｗｔ十θ）　＋ＢＣＯ３（Ｗ’　ｔ＋θ′）
）＝Ｓｉｎ　　（Ｖ／　ｔ　）　　（ＡＣＯ３（Ｗ　ｔ
　）ＣＯＳ　　θ−ＡＳｉｎ　　（Ｗ　ｔ　）　　・Ｓ
ｉｎ　　θ＋ＢＣＯ３（Ｗ’　　ｔ）ＣＯ５θ’　−Ｂ
Ｓｉｎ（ｗ’ｔ）　　・Ｓｉｎ　　θ′） ＝ＡＳｉｎ　　（Ｗｔ）　　−ＣＯ３（Ｗｔ＞ＣＯＳ　
　θ−ＡＳｉｎ　”　　（Ｗｔ）　　・Ｓ＋ｎθ＋Ｂ５
１ｎ　　（Ｗ　ｔ　）　　・Ｃ０５（Ｗ’　　ｔ）　　
−ＣＯ３θ’　−ＢＳｉｎ（Ｗｔ）　　・Ｓｉｎ　　（
Ｗ’　　ｔ）　　・Ｓｉｎ　　θ′＝　　　　ＡＳｉｎ
　　（２Ｗｔ）　　・ＣＯ３θ−２ （２Ｗｔ）　　・Ｓｉｎ　　θ＋　　　　Ｂ５１ｎ（（
Ｗ＋Ｗ’　）　　ｔ　）　ＣＯ３θ′　＋Ｂ５１ｎ　　
（（Ｗ＝Ｗ’　　）　　ｔ）　ＣＯＳ　　θ′　＋Ｂｅ
Ｏ２（（Ｗ＋Ｗ’　　）　　ｔ）　５ｉｎ２ ■ θ’　　−ＢｅＯ２（（Ｗ−Ｗ’　）ｔ）Ｓｉｎ　　θ
′　　　　　　　　・・・・・・・・・・・・　　（４
）ここで累積加算を行うことにより同期関数の項は結果
をもとに逆正接回路より位相を検出することにより、選
択周波数の位相検出にバンドパスフィルタを不要とし、
また、累積加算の時間を長くすることにより位相検出の
精度を高めることができる効果がある。

０となるから〔５）式となる。

Σａ　（ｔ＞　Ｘ　（ｔ）＝　−−ＡＳｉｎ　　θ同様
に（１）、　（３）式より（６）式となる。

Σｂ（１）Ｘ　（Ｌ）　　＝　−−ＡＣＯ３θ（５） （６） ＝　ｔａｎ　　θ　　　　・・・・・・　　（７）ここ
でＲＯＭで構成されたｔａｎ−’θのテーブル（ｔａｂ
ｅｌ）から読み取ることで選択周波数の位相が得られる
。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明は、ディジタルの入力信号に
正弦波を乗算し累積加算した結果を入力信号に余弦波を
乗算し累積加算した結果で除算し、その

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例のブロック図、第２図は従来
の位相検出器の一例のブロック図である。 １・・・・・・入力信号、２・・・・・・アナログ・デ
ィジタル変換器（Ａ／Ｄ）　、３・・・・・・ディジタ
ル信号、４・・・・・・第１のディジタル乗算器、５・
・・・・・第２のディジタル乗算器、６・・・・・・可
変ディジタル正弦波発振器、７・・・・・・可変ディジ
タル余弦波発振器、８・・・・・・第１のディジタル乗
算器出力、９・・・・・・第２のディジタル乗算器出力
、１０・・・・・・第１の累積加算器、１１・・・・・
・第２の累積加算器、１２・・・・・・第１の累積加算
器出力、１３・・・・・・第２の累積加算器出力、１４
・・・・・・除算器、１５・・・・・・除算器の出力、
１６・・・・・・逆正接回路、１７・・・・・・選択周
波数の位相。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 入力のアナログ信号をディジタル信号に変換して出力す
   るＡ−Ｄ変換器と、前記ディジタル信号と正弦波を示す
   ディジタル信号とを乗算し第１の信号として出力する第
   １の累積加算器と、前記ディジタル信号と余弦波のディ
   ジタル信号とを乗算し第２の信号として出力する第２の
   累積加算器と、前記第１の信号を前記第２の信号で除算
   し第３の信号として出力する除算器と、前記第３の信号
   により位相を検出する逆正接関数回路とを有することを
   特徴とする位相検出器路。