JPH0779213A

JPH0779213A - 秘話装置

Info

Publication number: JPH0779213A
Application number: JP22270393A
Authority: JP
Inventors: Hiromoto Furukawa; 博基古川; Junichi Tagawa; 潤一田川; Takeo Kanamori; 丈郎金森; Satoru Ibaraki; 悟茨木
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1993-09-08
Filing date: 1993-09-08
Publication date: 1995-03-20

Abstract

(57)【要約】【目的】従来アナログ回路で構成されていた秘話装置
の音質改善を目的とする。【構成】エリアジングを防止するローパスフィルタを
含み入力信号をディジタル信号に変換するＡＤ変換器１
と、ＡＤ変換器１の出力を１サンプルおきに符号反転す
る符号反転手段２と、高調波を取り除くローパスフィル
タを含み、符号反転手段２の出力信号をアナログ信号に
変換するＤＡ変換器３とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、コードレス電話機に用
いる秘話装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、コードレス電話機が一般化し広く
用いられてきたが、容易に第３者に傍受されるという問
題点がある。従来、この問題の対策として、周波数反転
による秘話方式が用いられている（たとえば、電子情報
通信学会誌Vol.70 1987-12 、１９８７年１２月号）。

【０００３】以上の文献などで使用されている従来の周
波数反転による秘話装置の動作について以下に説明す
る。図５は従来の秘話装置の構成を示すブロック図であ
る。図５において、２０はcos2πfc・tなる信号を発生さ
せる発振器、２１は乗算器、２２はローパスフィルタで
ある。信号ｘ(t) ＝cos2πftが図５の秘話装置に入力さ
れると、乗算器２１により発信器２０のキャリー周波数
ｆc で振幅変調され、（１）式の右辺第１項、第２項の
成分が出力される。

【０００４】ｘ(t) ・cos2πfct ＝cos2πft・cos2πfct ＝cos2π(fc-f)t ＋cos2π(fc+f)t …(1) （１）式に示すように、第１項は入力信号を周波数ｆc
で周波数反転した信号、第２項は周波数ｆc だけシフト
した信号になる。ローパスフィルタ２２により、第２項
の成分を除去すると周波数反転した信号のみが得られ
る。つまり、従来の周波数反転による秘話装置は、振幅
変調器を用いてその出力の下側波帯を伝送することによ
り会話の秘匿性を確保しようとするものである。以上の
信号処理は全てアナログ信号処理によって実現される。

【０００５】以上のように、振幅変調を行い、上側波帯
をローパスフィルタにより除去することにより周波数反
転を行えることになり、会話の了解度を低下させること
ができ、無線信号を傍受されても内容が第３者に容易に
了解されることはない。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、アナロ
グ信号処理により安価に理想的な振幅変調器を実現する
ことは容易ではなく、キャリア周波数成分のリーク、原
音のリークなどにより歪を生じたり、秘匿性の劣化を生
じたりする。

【０００７】本発明は上記従来の課題に鑑み、理想的な
周波数反転を実現し、秘話処理による音質劣化をなくす
ことができる秘話装置を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明の秘話装置は、入力信号をディジタル信号に
変換するＡＤ変換器と、ＡＤ変換器の出力を２サンプル
毎に符号反転させる符号反転器と、符号反転器の出力を
アナログ信号に変換するＤＡ変換器とから構成されてい
る。

【０００９】

【作用】入力信号をＡＤ変換器によりディジタル信号に
変換し、ＡＤ変換器の出力に（−１）ⁿを乗ずる（n は
サンプル番号）。つまり、２サンプル毎に符号反転させ
ることにより周波数反転を理想的に行える秘話装置を提
供することができる。

【００１０】

【実施例】以下本発明の一実施例について、図面を参照
しながら説明する。図１は本発明の第１の実施例におけ
る秘話装置の構成を示すブロック図である。図１におい
て、１は入力信号ｘ(t) をディジタル信号に変換するＡ
Ｄ変換器、２はＡＤ変換器１の出力信号ｘ(n) を２サン
プル毎に符号反転させる符号反転器、３は符号反転器の
出力をアナログ信号に変換するＤＡ変換器である。ここ
で、ＡＤ変換器１、ＤＡ変換器３のサンプリング周波数
ｆs は、従来例の秘話装置における変調周波数ｆc の２
倍とする（ｆs ＝２ｆc ）。

【００１１】入力信号ｘ(t) をＡＤ変換器１で離散化し
た信号ｘ(n) は、図２(a) に示すように、０〜ｆs ／２
の帯域の信号を表現している。ｆs ／２〜ｆs までは０
〜ｆs ／２をｆs ／２で折り返したものになる。同様に
−ｆs ／２〜０までは０〜ｆs ／２を０で折り返したも
のになる。周波数反転を行うためには信号ｘ(n) にｆs
／２( 規格化周波数で１／２）の周波数シフトを行えば
良い。そこでcos πn＋jsinπn ＝(-1)ⁿを信号ｘ(n)
に乗じれば良い（図２(b) ）。つまり、２サンプル毎に
符号反転させることにより周波数反転を理想的に行える
ことになり、周波数反転処理による音質の劣化を大幅に
減少することが可能となる。

【００１２】図３は本発明の第２の実施例における秘話
装置の構成を示すブロック図である。第２の実施例は第
１の実施例と異なり、サンプリング周波数ｆs とアナロ
グの変調周波数ｆc の関係がｆs ＞２ｆc の場合であ
る。図３において、１はＡＤ変換器、３はＤＡ変換器で
ある。ここで、ＡＤ変換器１、ＤＡ変換器３のサンプリ
ング周波数ｆs は、従来例の秘話装置における変調周波
数ｆc の２倍以上とする（ｆs ＞２ｆc ）。

【００１３】まず、図４を用いて周波数領域において動
作原理を説明する。通話帯域の中心周波数ｆo と従来の
秘話装置のキャリア周波数ｆc はｆo ＝ｆc ／２の関係
があるものとする。入力信号ｘ(t) をＡＤ変換器１で離
散化した信号ｘ(n) は、０〜ｆs ／２の帯域の信号を表
現している。ｆs ／２〜ｆs までは０〜ｆs ／２をｆs
／２で折り返したものになる。同様に−ｆs ／２〜０ま
では０〜ｆs ／２を０で折り返したものになる。原信号
である信号ｘ(n) （図４(a) ）を通話帯域の中心周波数
ｆo だけ周波数シフトする（図４(b) ）。同様に−ｆo
だけ信号ｘ(n)を周波数シフトする（図４(c) ）。それ
ぞれシフトされた信号をカットオフ周波数ｆo のローパ
スフィルタに通す（図４(d) 、(e) ）。図４(d) の信号
を更にｆo だけ周波数シフトする（図４(f) ）。同様に
−ｆo だけ図４(e) の信号を周波数シフトする（図４
(g) ）。図４(f) と(g) を加算することにより周波数反
転を行えることになる。

【００１４】以上の原理を実時間信号処理に書き換える
と、ｆo の周波数シフトは元の信号（図４(a) ）にcos
(2 πfo/fs・n)＋jsin(2πfo/fs・n)を乗じることである
（n はサンプル番号、j は虚数記号）。図４(b) の信号
はｘ(n) ｛cos(2 πfo/fs・n)＋jsin(2πfo/fs・n)｝、図
４(c) の信号はｘ(n) ｛cos(2 πfo/fs・n)−jsin(2πfo
/fs・n)｝である。

【００１５】ここで、ｘ(n) ・cos(2 πfo/fs ・n)= ａ
(n),ｘ(n) ・sin(2 πfo/fs ・n)＝ｂ(n) とすると、図
４(b) の信号はａ(n)+jb(n) 、図４(c) の信号はａ(n)-
jb(n) である。また、図４(d) 、(e) は図４(b) 、(c)
のａ(n) ＋j ｂ(n) およびａ(n) −j ｂ(n) のローパス
フィルタ処理により得られ、これらをｃ(n) ＋j ｄ(n)
、ｃ(n) −j ｄ(n) とする。図４(f) 、(g) の信号は
ｃ(n) ＋j ｄ(n) をｆoだけ、またｃ(n) −j ｄ(n) を
−ｆo だけ周波数シフトして得られる。図４(f)、(g)
は、（２）式、（３）式に従って演算される。

【００１６】（ｃ(n) ＋ｊｄ(n) ）・（cos(2 πfo/fs ・n)＋jsin(2πfo/fs ・n)）＝｛ｃ(n) ・cos(2 πfo/fs ・n)−ｄ(n) ・sin(2 πfo/fs ・n)｝＋j ｛ｃ(n) ・sin(2 πfo/fs ・n)＋ｄ(n) ・cos(2 πfo/fs ・n)｝＝｛ｅ(n) −ｆ(n) ｝＋ｊ｛ｃ(n) ・sin(2 πfo/fs ・n)＋ｄ(n) ・cos(2 πfo/fs ・n)｝…(2) （ｃ(n) −ｊｄ(n) ）・（cos(2 πfo/fs ・n)−jsin(2πfo/fs ・n)）＝｛ｃ(n) ・cos(2 πfo/fs ・n)−ｄ(n) ・sin(2 πfo/fs ・n)｝ −j ｛ｃ(n) ・sin(2 πfo/fs ・n)＋ｄ(n) ・cos(2 πfo/fs ・n)｝＝｛ｅ(n) −ｆ(n) ｝ −ｊ｛ｃ(n) ・sin(2 πfo/fs ・n)＋ｄ(n) ・cos(2 πfo/fs ・n)｝…(3) （２）式、（３）式においては、ｅ(n) ＝ｃ(n)・cos(2
πfo/fs・n)、ｆ(n) ＝ｄ(n)・cos(2 πfo/fs・n)としてい
る。

【００１７】図４(h) の周波数反転した信号は（２）
式、（３）式を加算したものであるから、ｇ(n) ＝２
｛ｅ(n) −ｆ(n) ｝になる。以上の、実時間上での演算
は、図３において余弦波発生手段１０で算出されたcos
(2 πf o/fs・n) とＡＤ変換手段１の出力ｘ(n) との積
を第１の乗算手段１２で行うことによりａ(n) を演算
し、同様に正弦波発生手段１１で算出されたsin(2 πfo
/fs・n)とＡＤ変換手段１の出力ｘ(n) との積を第２の乗
算手段１３で行うことによりｂ(n) を演算する。第１の
ローパスフィルタ手段１４により第１の乗算手段１２の
出力ａ(n) の高域成分を除去し出力ｃ(n) を得る。同様
に、第２のローパスフィルタ手段１５により第２の乗算
手段１３の出力ｂ(n) の高域成分を除去し出力ｄ(n) を
得る。先程と同様、余弦波発生手段１０で算出されたco
s(2πfo/fs・n)と第１のローパスフィルタ手段１４の出
力ｃ(n) との積を第３の乗算手段１６で行うことにより
ｅ(n) を演算し、同様に正弦波発生手段１１で算出され
たsin(2 πfo/fs・n)と第２のローパスフィルタ手段１５
の出力ｄ(n) との積を第２の乗算手段１７で行うことに
よりｆ(n) を演算する。減算手段１８によりｅ(n) −ｆ
(n) を行い周波数反転した信号ｇ(n) を得る。

【００１８】なお、第１および第２の実施例において通
常ＡＤ変換時のエリアジングを防止するローパスフィル
タおよびＤＡ変換後のイメージングを取り除くローパス
フィルタはＡＤ変換器およびＤＡ変換器に含まれるもの
とする。また、正弦波発生手段、余弦波発生手段で発生
させる正弦波、余弦波は一般的に知られているマクロー
リン級数展開を用いて十分な精度を確保できる。

【００１９】以上の演算処理はディジタル信号処理によ
り容易に実現化能であり、周波数反転による音質の劣化
の極めて少ない秘話装置を提供することができる。

【００２０】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、入力信
号をディジタル信号に変換するＡＤ変換器の出力を２サ
ンプル毎に符号反転させることにより従来用いていたキ
ャリア信号を必要としないため、キャリアの漏れこみ
や、振幅変調の不完全性による変調歪みとが全くなくな
り、理想的な周波数反転が容易に実現できる秘話装置を
提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例の秘話装置の構成を示す
ブロック図

【図２】同第１の実施例の周波数反転の原理を説明する
図

【図３】本発明の第２の実施例の秘話装置の構成を示す
ブロック図

【図４】同第２の実施例の周波数反転の原理を説明する
図

【図５】従来の秘話装置の構成を示すブロック図

【符号の説明】

１ＡＤ変換手段２符号反転手段３ＤＡ変換手段１０余弦波発生手段１１正弦波発生手段１２第１の乗算手段１３第２の乗算手段１４第１のローパスフィルタ手段１５第２のローパスフィルタ手段１６第３の乗算手段１７第４の乗算手段１８減算手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者茨木悟大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】入力信号をディジタル信号に変換するＡ
Ｄ変換器と、前記ＡＤ変換器の出力を２サンプル毎に符
号反転させる符号反転器と、前記符号反転器の出力をア
ナログ信号に変換するＤＡ変換器を備えたことを特徴と
する秘話装置。
【請求項２】入力信号をディジタル信号に変換するＡ
Ｄ変換器と、通話帯域の中心周波数の正弦波を発生する
正弦波発生手段と、前記正弦波発生手段と同じ周波数の
余弦波を発生する余弦波発生手段と、前記ＡＤ変換手段
の出力と前記余弦波発生手段の出力との乗算を行う第１
の乗算手段と、前記ＡＤ変換手段の出力と前記正弦波発
生手段の出力との乗算を行う第２の乗算手段と、前記第
１の乗算手段の出力の高域成分を除去する第１のローパ
スフィルタ手段と、前記第１のローパスフィルタ手段と
同じ特性により前記第２の乗算手段の出力の高域成分を
除去する第２のローパスフィルタ手段と、前記第１のロ
ーパスフィルタ手段の出力と前記余弦波発生手段の出力
との乗算を行う第３の乗算手段と、前記第２のローパス
フィルタ手段の出力と前記正弦波発生手段の出力との乗
算を行う第４の乗算手段と、前記第３の乗算手段の出力
から前記第４の乗算手段の出力を減ずる減算手段と、前
記減算手段の出力をアナログ信号に変換するＤＡ変換手
段を備えたことを特徴とする秘話装置。