JPH07273554A - 周波数シンセサイザ装置 - Google Patents

周波数シンセサイザ装置

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JPH07273554A
JPH07273554A JP7060422A JP6042295A JPH07273554A JP H07273554 A JPH07273554 A JP H07273554A JP 7060422 A JP7060422 A JP 7060422A JP 6042295 A JP6042295 A JP 6042295A JP H07273554 A JPH07273554 A JP H07273554A
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synthesizer device
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ベランジェ モーリス
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    • G06F1/03Digital function generators working, at least partly, by table look-up
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  • Digital Transmission Methods That Use Modulated Carrier Waves (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 多数ビットを処理するディジタル−アナログ
変換器を使用しない周波数シンセサイザ装置を提供する
にある。 【構成】 この周波数シンセサイザ装置は合成すべき信
号を表すNビットの2進ワードからなるディジタルサン
プルの第1系列を発生するディジタル発生器回路1と、
アナログ形態の前記信号を発生するディジタル−アナロ
グ変換器30とを具える。更に、第1系列のサンプルを
帯域通過特性曲線に従ってフィルタリングし前記ディジ
タル−アナログ変換器30にN’ビット(ここでN≧
N’)の2進ワードからなる第2系列のサンプルを供給
するアセンブリ40を設けるとともに、第2系列のサン
プルを第1系列のサンプルから減算する負帰還ループ4
5を設ける。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、合成すべき信号を表す
Nビットの2進ワードからなるディジタルサンプルの第
1系列を発生するディジタル発生器回路と、アナログ形
態の前記信号を発生するディジタル−アナログ変換器と
を具える周波数シンセサイザ装置に関するものである。
本発明はこのような装置を具える送信局及び受信局にも
関するものである。
【0002】
【従来の技術】このタイプの装置は特に所定の周波数を
有する正弦波信号を処理する用途及びダイレクトディジ
タル周波数シンセサイザを構成する用途に極めて重要で
ある。このような装置は米国特許第5014231号明
細書に開示されている。
【0003】このタイプの装置にしばしば課される第1
の要件は、発生される信号を極めて純粋なものとする必
要があることであり、第2の要件は、発生される信号を
スプリアスサイドバンドのないものとする必要があるこ
とである。これらのサイドバンドは基本的には合成すべ
き正弦波状の周期的波形により生ずる。この第1の要件
を満足させるためには、第1系列のサンプルに対し多数
のビットを使用することができる。例えば、84dBの
純度を有する正弦波を得るためには、波形発生器回路の
出力サンプルは14ビットを有する必要がある。これは
次式に基づく。 Nb≧R/6 ここで、Nbはビット数、Rは正弦波のレベルとスプリ
アスサイドバンドのレベルとの比(デシベル)
【0004】そして、このタイプのシンセサイザ装置を
高周波数、例えば数百MHz程度の周波数に対し使用し
ようとすると、高いコストパフォーマンスのディジタル
−アナログ変換器が必要になる。第2の要件を満足させ
るためには、前記特許は第1系列のサンプルにランダム
数を加算することを提案している。しかし、サイドバン
ドのレベルをこのようにして減少させると、信号の純度
が犠牲になり、高価なディジタル−アナログ変換器を使
用せざるをえなくなる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、多数
のビットを処理するディジタル−アナログ変換器の使用
を避けることにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明は、この目的のた
めに、合成すべき信号を表すNビットの2進ワードから
なるディジタルサンプルの第1系列を発生するディジタ
ル発生器回路と、アナログ形態の前記信号を発生するデ
ィジタル−アナログ変換器とを具える周波数シンセサイ
ザ装置において、第1系列のサンプルを帯域通過特性曲
線に従ってフィルタリングし前記ディジタル−アナログ
変換器にN’ビット(ここでN≧N’)の2進ワードか
らなる第2系列のサンプルを供給するアセンブリを設け
るとともに、第2系列のサンプルを第1系列のサンプル
から減算する負帰還ループを設けたことを特徴とする。
【0007】
【実施例】図面を参照して本発明を実施例につき説明す
るが、本発明はこれらの実施例にみ限定されるものでは
ない。
【0008】図1において1はディジタル発生器回路で
ある。この回路はその出力端子5に、図2aに示すよう
な正弦波形Sinを表すディジタルサンプルEc1,E
c2,Ec3,...の第1系列を発生する。これらの
サンプルはNビット、例えばN=16ビットの2進ワー
ドであり、クロック回路10のクロックのタイミングで
発生する。この回路1は、図1に示す実施例では、その
出力端子13がメモリ20のアドレス入力端子に接続さ
れたアキュムレータ12を具える。このアキュムレータ
は、通常の如く、その出力端子がレジスタ26に接続さ
れた加算素子25からなる。このレジスタの出力端子が
アキュムレータ12の出力端子を構成するとともに加算
素子25の第1入力端子にも接続される。この加算素子
25の第2入力端子は合成周波数Fsのディジタル表示
を受信する。この周波数は所望の用途に応じてΔFsの
ステップで変化させることができる。このレジスタの入
力端子を加算素子25の出力端子に接続し、そのロード
制御端子をクロック回路10の出力端子に接続する。出
力端子5のサンプルを、本発明提案の処理後に、ディジ
タル−アドレス変換器30の入力端子に供給して出力端
子32に正弦波状信号を発生させる。この信号はアナロ
グバンドパスフィルタ35により抑圧するのが難しい寄
生信号を生じないため、このフィルタには臨界的な制約
が課されない。
【0009】本発明では、ディジタル−アナログ変換器
30は第1系列のサンプルから取り出したN’ビット、
即ちN’=12ビットの2進ワードの第2系列のサンプ
ルを処理する。この目的のために、ディジタル−アナロ
グ変換器30に接続されたその出力端子42に、帯域通
過フィルタ処理され、少ビット数のサンプルを供給する
アセンブリ40を設ける。更に、前記アセンブリ40の
出力端子42に発生する第2系列のサンプルを出力端子
5に発生する第1系列のサンプルから減算する減算素子
45からなる負帰還ループを設ける。
【0010】アセンブリ40はまず第1にディジタルフ
ィルタ60(その一例を図4に示す)と、その入力端子
に供給された2進ワードのビット数を減す切り捨て素子
61とからなる。これを図2bに図式的に示してあり、
この図においてY軸上の目盛リΔsは図2aの目盛りΔ
eより遙に大きい。Ecc1,Ecc2,Ecc
3,...はこの新しい目盛に従って決定された正弦波
形Sinを規定するサンプルである。素子61は読出専
用メモリにより実現することができ、また最下位ビット
を切り捨てることにより全く簡単に実現することもでき
る。
【0011】図3は本発明装置を説明するための図であ
る。使用する値はクロック10により決まるサンプリン
グ周期Tでサンプルされた変数であり、これらの値は瞬
時”n”に位置するものとみなせる。従って、x(n)
は出力端子5に現れるサンプルを表し、v(n)はフィ
ルタ60の出力端子に現れるサンプルであり、y(n)
はアセンブリ40の出力端子42に現れるサンプルであ
る。切り捨てユニット61はフィルタ60の出力端子の
信号v(n)にノイズb(n)を加算する加算器で表さ
れていることに注意されたい。このノイズb(n)は最
大ビット数のサンプルの切り捨て処理により生ずる誤差
を表す。これらの値のZ−変換X(Z),V(Z)及び
Y(Z)を用いるとともにフィルタ60のZ−変換関数
H(z)を用いると、次式が成り立つ。 V(Z)=[X(Z)−Y(Z)]H(Z) Y(Z)=V(Z)+B(Z) 従って、最終的には: Y(Z)=X(Z)H(Z)/(1+H(Z))+B
(Z)/(1+H(Z)) になる。この式は、H(Z)が大きな係数を有する場合
にはY(Z)がX(Z)に近似し、B(Z)の影響が係
数H(Z)の値により小さくなることを示す。
【0012】切り捨て誤差は常に発生するが、それらの
スペクトルはフィルタの通過帯域外に排除されるため、
アナログフィルタ35はこれらのスプリアス成分を除去
する簡単なものとすることができることは言うまでもな
い。
【0013】図4は本発明の好適実施例を示す。本例で
は、ディジタル発生器回路1はディジタル共振器回路で
ある。この回路は縦続接続の2つの遅延素子81及び8
2からなる。素子81の入力端子を回路1の出力端子を
構成する加算素子85の出力端子に接続する。加算素子
85は素子81及び82の出力端子のサンプルにb1
びb2 をそれぞれ乗算する2つの乗算素子88及び90
の結果を受信する。2つのスイッチ95及び96により
初期値を素子81及び82の入力端子に供給することが
できる。このような回路は値b1により決まる周波数F
sで発振することを示すのは容易である。値b1 により
同調周波数Fsが決まり、 cos 2πFs T=+b1 /2 b2 =−1 である。
【0014】発生するディジタル波の適切な安定性を得
るために、この回路は周期Tiで次の値にリセットす
る。これはスイッチ95及び96の操作により次のよう
に行われる(Tiは第2の次数の値であり、不所望な不
連続を避けるように選択される)。 x(0) =A x(-1)=A cos2πFs T ここで、Aは波形振幅決定定数である。
【0015】図4はディジタルフィルタ60の一実施例
の構成も示す。このフィルタはフィルタの出力端子に接
続された複数の遅延素子100、101、102、10
3、...からなる純粋なリカーシブフィルタである。
これらの遅延素子の出力信号に種々の係数bp1 ,bp
2 ,bp3 ,bp4 ,...を乗算素子111、11
2、113、...により乗算する。一連の加算素子1
20、121、122、123、...が素子110、
111、112、113、...の全ての出力信号を入
力信号に加算する。
【0016】種々の係数bp1 ,bp2 ,bp3 ,bp
4 ,...の値は合成周波数Fs及び達成すべきスペク
トル純度に依存する。これらの値はフィルタ特性を決定
する。”TRAITEMENT NUMERIQUE DU SGNAL ”M.Bellange
r 著、Masson発行、には、このフィルタ並びに他の可能
な構造及び必ずしも厳密にリカーシブでないフィルタの
実現に必要な全ての情報が開示されている。変換素子1
50は種々の値bp1 ,bp2 ,bp3 ,bp4 ,x
(0) 及びx(-1)を合成値Fsの関数として変化させるも
のである。
【0017】図5aは本発明シンセサイザ装置200を
具える送信局を示す。装置200はアンテナ210の送
信信号の搬送波周波数を固定するのに使用されている。
変調器220はこの周波数を、送信すべき有用情報を端
子235に受信する処理回路230により発生される情
報信号の関数として変調する。
【0018】図5bは本発明シンセサイザ装置300を
具える受信局を示す。装置300はアンテナ330から
受信された波の周波数を復調又はローディングする回路
320の局部発振器として使用されている。処理回路3
40は端子345にユーザのための情報を発生する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例の構成図である。
【図2】a及びbはそれぞれ第1系列のサンプル及び第
2系列のサンプルを示す図である。
【図3】本発明シンセサイザ装置の動作説明図である。
【図4】本発明シンセサイザ装置の好適実施例の構成図
である。
【図5】a及びbはそれぞれこのようなシンセサイザ装
置を具える送信局及び受信局を示す図である。
【符号の説明】
1 ディジタル発生器回路 10 クロック回路 12 アキュムレータ 20 メモリ 25 加算素子 26 レジスタ 30 ディジタル−アナログ変換器 35 アナログ帯域通過フィルタ 40 アセンブリ 45 加算素子 60 ディジタルフィルタ 61 打ち切り素子

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 合成すべき信号を表すNビットの2進ワ
    ードからなるディジタルサンプルの第1系列を発生する
    ディジタル発生器回路と、アナログ形態の前記信号を発
    生するディジタル−アナログ変換器とを具える周波数シ
    ンセサイザ装置において、第1系列のサンプルを帯域通
    過特性曲線に従ってフィルタリングし前記ディジタル−
    アナログ変換器にN’ビット(ここでN≧N’)の2進
    ワードからなる第2系列のサンプルを供給するアセンブ
    リを設けるとともに、第2系列のサンプルを第1系列の
    サンプルから減算する負帰還ループを設けたことを特徴
    とする周波数シンセサイザ装置。
  2. 【請求項2】 前記ディジタル発生器回路が合成周波数
    を規定するコードによりアドレスされるディジタルサン
    プルを含むメモリからなることを特徴とする請求項1記
    載の周波数シンセサイザ装置。
  3. 【請求項3】 前記ディジタル発生器回路が、少なくと
    も一つの遅延素子とこれらの遅延素子の入力端子及び出
    力端子のサンプルを同調重み値で重み付けして加算する
    一つの加算素子とからなるディジタル共振器回路からな
    ることを特徴とする請求項1記載の周波数シンセサイザ
    装置。
  4. 【請求項4】 前記アセンブリが、少なくとも一つの遅
    延素子とこれらの遅延素子の入力端子及び出力端子のサ
    ンプルをフィルタ重み値で重み付けして加算する一つの
    加算素子とからなるリカーシブディジタルフィルタを具
    えることを特徴とする請求項1記載の周波数シンセサイ
    ザ装置。
  5. 【請求項5】 同調重み値及びフィルタ重み値を合成周
    波数の関数として発生する制御回路が設けられているこ
    とを特徴とする請求項3又は4記載の周波数シンセサイ
    ザ装置。
JP06042295A 1994-03-23 1995-03-20 周波数シンセサイザ装置 Expired - Fee Related JP3478901B2 (ja)

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