JPH0682984B2 - 多相正弦関数発生器 - Google Patents

多相正弦関数発生器

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JPH0682984B2 JP16791585A JP16791585A JPH0682984B2 JP H0682984 B2 JPH0682984 B2 JP H0682984B2 JP 16791585 A JP16791585 A JP 16791585A JP 16791585 A JP16791585 A JP 16791585A JP H0682984 B2 JPH0682984 B2 JP H0682984B2
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【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は位相データを入力することにより入力位相デー
タに対応し、一定位相差を有する複数の正弦関数の値を
をディジタル的に発生する多相正弦関数発生器に関する
ものである。
従来の技術 従来より正弦関数発生器として種々の発明がなされてい
るが、ディジタル信号処理など高速性を要求される用途
においてはROMテーブル方式がよく知られている。これ
は1周期分の正弦関数値をROM(Read Only Memory)に
格納しておき、位相データをROMのアドレスとして入力
することにより位相データに対応した正弦関数値を読み
出すものである。従って一定位相差を有する複数の正弦
関数値を高速に発生する従来の多相正弦関数発生器は複
数個のROMテーブルを必要とするものであった。
しかしながらROMテーブル方式そのものにデータ精度を
上げるとROM容量が大幅に増加し実現が困難となる問題
点を有していた。そこでROM容量を圧縮する種々の発明
がなされており、例えば特公昭58−11121号公報に示さ
れている。これは正弦関数の対称性を用いてROM容量を1
/4に圧縮するものである。
発明が解決しようとする問題点 しかしながら前述した従来の多相正弦関数発生器は複数
個の正弦関数発生器を必要とするため、回路規模がより
大きくなるという問題点を有していた。
本発明はかかる点に鑑み、回路規模の大幅な圧縮の可能
な多相正弦関数発生器を提供することを目的とする。
問題点を解決するための手段 本発明は単位位相差を とするとき の区間(nは整数)で定義され、次式で表わされる4・
m個の正弦関数F(φ) F(φ)=sin(φ+i・φ) (但しi=0,1,……,(4・m−1)) の内、互いが反転位相関係にない2・m個の正弦関数の
関数値を並列に出力する関数発生器と、入力位相データ
φを、反転または/および前記単位位相差φの整数
移相して前記区間内の位相データφとする位相データ
変換器と、前記関数発生器の2・m個の出力を入力デー
タとし、入力位相データφの値に応じて入力データの
選択または/および符号変換を行い、単位位相差φ
整数倍の位相差を有する複数の正弦関数の入力位相デー
タφに対応する値を出力するデータ合成器とを備えた
多相正弦関数発生器である。
作 用 本発明は前記したように、関数発生器が2・m個の正弦
関数の値を並列に出力し、データ合成器が入力位相デー
タφの値に応じて関数発生器よりの2・m個の入力デ
ータを選択または/および符号変換を各出力に対して行
なうことにより複数個の多相正弦関数を合成して出力す
るので、複数個の多相正弦関数の発生が一つの関数発生
器を共用して同時に行なえ、回路規模を大幅に圧縮でき
る。
実施例 以下、この発明の原理について第1図,第2図を用いて
説明する。
第1図は本発明の基本構成を示す図である。第1図にお
いて、11は位相データφの入力端子、12は位相データ
φの大きさを判定して制御信号を発生する制御回路、
13は前記制御信号により制御されて位相データφ(但し なる単位位相差データ,n:任意整数)なる区間R内の位
相データφに変換する位相データ変換器、14は位相デ
ータφを入力とし、前記区間Rにおいて定義され、次
式で表わされる4.m個の正弦関数F=sin(φ+i・φ) (但しi=0,1,2,……,(4m−1)) の内、お互いに反転位相関係にない2・m個の正弦関数
の値を並列に出力する関数発生器、15は前記関数発生器
14の出力を入力データとし前記制御信号により制御され
て入力データの選択,符号変換を行ない、単位位相差デ
ータφの整数倍の位相差を有する複数個の正弦関数の
関数値を合成するデータ合成器、16は複数個の正弦関数
を出力する出力端子である。
第2図は単位位相差データφを45度(m=2)とする
時の多相正弦関数FすべてすなわちF0,F1,F2,……,F7
なる8個、(4・m個)の関数をプロットした図でφ軸
は位相を(以下位相の単位は度である。)、F軸は関数
値を表わしている。この図から の整数倍の位相値を通り、F軸に平行な各直線を中心と
して線対称であることがわかる。これより (nは任意の整数)なる の区間Rにおける4・m個の各関数の関数値さえわかれ
ば、他の区間における各関数の関数値は位相に関して平
行移動,対称移動の位相データ変換を行なって区間Rに
おける各関数の関数値を得、必要な関数値を選択すれば
良い。例えば〔135,157.5〕を区間Rとする時、区間〔6
7.5,90〕における関数F1の関数値は、入力位相データφ
に対しφ=102.5を通る対称軸に対して対称移動なる
位相データ変換を行なって区間Rにおける関数F0の関数
値を知ることにより得られる。ところで4・mの正弦関
数にはお互い180度の位相差を有するものが1組ずつあ
り、一方に−1を掛ける(符号変換)ことにより他方が
得られるので、区間Rにおける必要な関数値はお互いに
反転移相関係にない2・m個の正弦関数のものだけで良
い。
従って第1図に示したように入力位相データφに対し
平行移動,対称移動の位相データ変換を行なう、すなわ
ち入力位相データφを反転または/および単位位相差
φの整数倍移相して区間R内の位相データφを出力
する位相データ変換器13と、位相データ変換器13の出力
を入力とし、区間Rにおいて定義され単位位相差がφ
でお互いに反転位相関係にない2・m個の正弦関数の関
数値を並列に発生する関数発生器14と、関数発生器14の
2・m個の出力を入力データとし、各入力データのどれ
か一つまたは各入力データに対して−1を掛けた値のこ
れか一つを各出力端子16に対応して選択し出力するデー
タ合成器15とを設け、さらに入力位相データφきざみのどの区間にあるかを判定しその結果により位相
データ変換器13、データ合成器15を制御する制御回路12
を設けることにより、入力位相データφに対応した複
数個の正弦関数を発生できるものである。
関数発生器14は2・m個の正弦関数の値を並列に出力す
る必要があるが、関数の定義区間は で良い。ここで が成立する。これは関数発生器14が、1個の正弦関数の
値を90度区間で定義した場合の、すなわち、従来例に示
した正弦関数発生器の場合とほぼ同程度の回路規模で実
現できることを示している。制御回路12、位相データ変
換器13、データ合成器15の回路規模は関数発生器14に比
べかなり小さいものであるので、本発明の多相正弦関数
発生器は従来のものに比べ大幅に回路規模を削減できる
ものである。
第3図は本発明の一実施例における単位位相差45度(φ
=45)の多相正弦関数発生器の構成図を示すものであ
る。第3図において31は位相データφの入力端子、32
は位相データφの大きさを判定して制御信号を発生す
る制御回路、33は前記制御信号に制御され、位相データ
φに対し平行移動,対称移動の位相データ変換を行な
って位相データφ(但し0≦φ≦22.5)を得る位相
データ変換器、34は位相データφを入力とし、区間R
〔0,22.5〕において定義され、次式で表わされる4個の
正弦関数 F0R=sin(φ) F1R=sin(φ+45) F2R=sin(φ+90) F3R=sin(φ+135) の関数値を並列に出力する関数発生器(例えばROMで構
成されており、さらに他のデータ容量圧縮手法を用いた
ものであっても良い。)、35は関数発生器34の四つの出
力F0R,F1R,F2R,F3Rを入力とし、4入力のどれか一つ,
または4入力のどれか一つに対して−1を掛けた(符号
変換)もの複数を前記制御信号により制御されてそれぞ
れ出力するデータ合成器、36は互いの位相差が135度
(単位位相差φ=45度の3倍)である二つの正弦関数
F0=sin(φ),F3=sin(φ+135)を出力する出力
端子、41,42,43は制御回路32により制御されるスイッ
チ、44はスイッチ42の出力よりスイッチ43の出力を減算
する減算器、45,46は制御回路32により制御されるスイ
ッチ、47,48は制御回路32により制御されて入力に対し
+1または−1を掛ける符号変換器である。
以上のように構成された本実施例の多相正弦関数発生器
について、以下その動作を第2図,第4図を用いて説明
する。
制御回路32は入力位相データφの大きさにより 単位で区切った区間のどの区間内にあるかを判定し、こ
の結果にもとづいて位相データ変換器33、データ合成器
35を制御し、これらの動作を決定する。各区間における
位相データ変換器33、データ合成器35の各動作を第4図
に示す。例えば入力位相データφが67.5≦φ<90な
る区間にある場合、第4図に示すように位相データ変換
器33はφ=90−φなる処理を行ない、データ合成器
35はF2Rを出力Q1とし、−F3Rを出力Q2とする。すなわ
ち、位相データ変換器内においてスイッチ41は90なる値
を選択し、スイッチ42,43はそれぞれ端子A,Cを選択する
ことによりφ=90−φなる変換を実現している。ま
たデータ合成器35においてスイッチ45はF2Rを選択し、
号変換器47は+1を乗じ、スイッチ46はF3Rを選択し、
符号変換器48は−1を乗じている。従って端子36aに得
られる信号Q1は Q1=F2R(φ)=sin(φ+90) =sin(90−φ+90) =sinφ となり、端子36bに得られる信号Q2は Q2=−F3R(φ)=sin(φ+135) =sin(90−φ+135) =sin(φ+135) となって135度なる位相差を有する二つの正弦関数が得
られる。67.5≦φ<90以外の区間についても第1表に
従った動作を行なうことにより常にQ1,Q2がそれぞれsin
φ,sin(φ+135)となって位相差135度の二つの正
弦関数が得られるものである。
以上のように本実施例によれば、位相データ変換器と、
2・m(=4)個の正弦関数の関数値を並列に出力する
関数発生器と、データ合成器とを直列接続し、入力位相
データの大きさにより位相データ変換器,データ合成器
を制御する構成とすることにより、大幅に回路規模を削
減することのできるものである。
なお、前記実施例においては多相正弦関数の出力の数を
2としたがデータ合成器35内にスイッチと符号変換器を
追加することにより出力数をふやせることは明らかであ
る。またデータ合成器35においてはスイッチ45,46の出
力に符号変換器を接続する構成としたが2・m個の入力
データそれぞれに対して符号反転したデータをも作成し
ておき、これら4・m個のデータの中からスイッチで一
つを選択して1出力とする構成としても良い。
以上の説明においては位相の単位を度とし正弦関数の1
周期を360としたが、この単位により限定されないこと
はもちろんであり、ディジタル回路で構成されてる場合
には1周期を2(l:整数)とすることが普通であり、
この場合、制御回路32のφの大きさ判定はデータφ
の上位のbitをデコーするだけでよく、回路規模はより
小さくなる。
また、実施例においては単位位相差φが45であったが
各種の値に対しても本発明は適用できる。特にφ=4
5,90の場合テレビジョン信号のNTSC方式、PAL方式にお
ける搬送色信号の変復調器にも応用できる。
発明の効果 以上説明したように、本発明によればφU/2区間の2・
m個の多相正弦関数を発生する関数発生器を設け、多相
正弦関数の対称性を利用して全区間の多相正弦関数を復
元する処理を行なうことにより、大幅に回路規模を削減
することができ、その実用的効果は大きい。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の基本構成を示すブロック図、第2図は
本発明の原理を説明するための波形図、第3図は本発明
の一実施例の構成を示す回路図、第4図は同実施例の動
作を示す説明図である。 11,31……位相データφの入力端子、12,32……制御回
路、13,33……位相データ変換器、14,34……関数発生
器、15,35……データ合成器、16,36……多相の正弦関数
値の出力端子。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】単位位相差を とするとき の区間(nは整数)で定義され、次式で表わされる4・
    m個の正弦関数F(φ) F(φ)=sin(φ+i・φ) (但しi=0,1,……,(4・m−1)) の内、互いが反転位相関係にない2・m個の正弦関数の
    関数値を並列に出力する関数発生器と、入力位相データ
    φを、反転または/および前記単位位相差φの整数
    倍移相して前記区間内の位相データφとする位相デー
    タ変換器と、前記関数発生器の2・m個の出力を入力デ
    ータとし、入力位相データφの値に応じて入力データ
    の選択または/および符号変換を行い、単位位相差φ
    の整数倍の位相差を有する複数の正弦関数の入力位相デ
    ータφに対応する値を出力するデータ合成器とを備え
    たことを特徴とする多相正弦関数発生器。
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