JPS5947349B2 - 乗算方法及び装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、各種の変調器や復調器及び位相比較器などに
対して良好に適用できる電気１言号の乗算方法とその装
置に関するものである。

各種の変・復調器や位相比較器などに２いて、入力信号
と乗算信号との２つの電気信号が乗算される場合に、乗
算１百号が高調波歪成分を含んでいると、この乗算１百
号中の高調波歪成分と被乗算人力１菖号中に含まれてい
る不要な１百号成分や雑音成分との乗算によって積１百
号中に歪や不要スプリアスを生じる。

上記の問題は、乗算信号として正弦波信号を用いること
によって解決できる筈なのであるが、実際に上記の解決
策を実施する場合に、歪の極めて小さな正弦波信号は得
ることが困難であるし、また、乗算が直線的に行なわれ
なければならないのでスイッチング技術が適用できず、
結局、上記の解決策を適用しても乗算器自身の非直線性
の影響によって積信号としてはそれに歪が生じていたり
、不要スプリアスが生じているものし力）得られないの
が実情であった。

また、従来、スイッチング技術を応用した各種復調器な
どに２いて直線性が要求される乗算に当っては、入力信
号に掛けようとする乗算信号と等しい基本周波数（繰返
し周波数）と位相を有し、力）つ、デユーティ比が５０
％の矩形波信号を乗算信号とする乗算装置が用いられて
来１こ。

ところが、周知のように、デユーティ比が５０％の矩形
波信号は、それに偶数次の高調波成分を含んではいない
が、基本波成分の１／３のレベルの第３次高調波成分を
含んでいるので、乗算信号の基本周波数の３倍の周波数
値付近に不要信号や雑音などが存在する入力信号が、デ
ユーティ比が５０％の矩形波信号よりなる乗算信号と乗
算された場合には、乗算の結果復調された１言号中にビ
ート妨害成分が生じてＳ／Ｎが悪化するということが問
題となった。

本発明は、上記の諸問題点を解決するために、入力信号
に掛けるべき乗算部分として偶数次高調波成分及び第３
次とその倍数次高調波成分などを含まない乗算信号を得
て、それにより入力信号との乗算を行なうという乗算方
法及び装置を提供するものであり、以下、添付図面を参
照しながら本発明の具体的な内容を詳細に説明する。

スイッチング回路による実現が容易であり、力）つ、第
２次高調波成分と第３次高調波成分とを含んでいない最
も簡単な波形を有する１Ｍ号は、第１図に示されるよう
な波形の１百号であって、この第１図示の波形を有する
信号は、振幅レベルをＡとし、周期をＴとし、角周波数
をωとすると次式で示されるものである（ただし、次式
では位相の項の記載が省略されている）。

前記した式より明らかなように、第１図示の波形を有す
る信号は偶数次高調波成分と第３次と、その倍数次高調
波成分を含んではいない。

そして、本発明は、上記した第１図示のような波形の信
号を、所望な乗算信号として被乗算１言号に乗算するこ
とにより、積信号中に不要な信号成分が生じないように
なされる場合における前記所望な乗算信号が、それの構
成成分信号となるべき複数個の特殊な矩形波１言号に分
解された状態で乗算が行なわれ、乗算の過程において前
記の成分信号が結果的に所望の乗算信号として被乗算信
号と乗算されるような乗算方法及びその乗算方法による
信号の乗算が行なわれるべき乗算装置であって、第２図
の各図には本発明による乗算の実施に当って用いられる
べき乗算信号やその構成成分信号などの波形図が示され
ている。

第２図において、第２図ｄ図は既述したスイッチング技
術の適用による従来の乗算装置において用いられていた
乗算１Ｍ号と等しい基本周波数を有する対称矩形波信号
ｄの波形図を示し、また、第２図中のｂ図は前記した第
２図ｄ図に示されている信号ｄの２倍の基本周波数で、
力）つ、デユーティ比が２／６の非対称矩形波信号すの
波形図であるが、ここで、前記しり信号すと信号ｄとを
乗算した場合を考えると、この場合に得られる積信号は
、第２図ｅ図に示す波形の信号ｅ、すなわち、既述し１
こ第１図に示されている波形の信号と同一の波形の１言
号となるのである。

このことは、被乗算１百号となる入力１百号に対して、
信号すと信号ｄとを乗じることと、入力信号に１言号ｅ
を乗じることとは全く等価であるということを意味して
いる。

したがって、第２図す図で示されている信号すと第２図
ｄ図に示されている１言号ｄとを入力信号に乗じること
により、入力信号に対して偶数次高調波成分と、第３次
とその倍数矢高調波成分とを含まない信号を乗算信号と
して乗算を行なうことが実現できるのである。

なｚ１１倍ｄの位相が第２図ｄ図において図中の右方向
にＴ／６の範囲内でずれたとしても、信号ｄと１宮号す
との乗算の結果としては第２図ｅ図示の信号ｅが得られ
るのである。

第３図は、前記のような本発明による乗算を実現しうる
乗算装置の一実施態様のもののブロック図であって、こ
の第３図において、１は入力信号（被乗算信号）に掛け
ようとする乗算信号の基本周波数に対して、整数倍の関
係にある基本周波数を有すると共に、ある一定の位相関
係を示す１百号を発生しうる発振器であり、また、２は
前記した発振器１の出力信号が与えられｆこ時に、乗算
１言号の２倍の基本周波数を有すると共に、ある一定の
デユーティ比を示す如き矩形波信号（例えば第２図す、
ｂ図に示すような１言号す、■）を出力しつるように構
成された第１の４Ｍ号形成回路２であり、さらに、３は
前記した第１の１百号形成回路２の出力信号を１／２に
分周し１こ信号（例えば、第２図Ｃ，Ｃ図に示すような
信号ｃ、ｃ）を出力する分周器であり、ざらにまγこ、
４は端子５カ）ら供給される被乗算入力信号ａの１百号
成分と、第１の信号形成回路２から供給される例えば信
号すの信号成分と、分周器３カ）ら供給される例えば１
言号ｃ、ｃを第２図ｄ図に示されている対称矩形波信号
ｄとみなし１こ１宮号成分とを乗算してその積信号を端
子６に出力しうるような機能を有する第２の信号形成回
路である。

前記し１こ発振器１としては、発振波の発振周波数と位
相とが制御できる電圧（あるいは電流）制御発振器が用
いられてもよい。

また、上記し１こ第１の信号形成回路２としては、例え
ば１／３分周器（３進カウンタ）を用いることができる
。

第１の１言号形成回路２として１／３分周器を用い１こ
場合には、発振器１の発掘周波数を、乗算１否号の基本
周波数の６倍の周波数値とすることにより、第１の信号
形成回路２として用いられ１こ１／３分周器力）らは、
乗算１Ｍ号の２倍の基本周波数を有し、力）つ、デユー
ティ比が１／３の矩形波信号、すなわち、第２図す図示
のような信号ｂ１あるいは、乗算信号の２倍の基本周波
数を有し、力）つ、デユーティ比が２／３の矩形波１宮
号、すなわち、第２図す図示のような信号すが得られる
。

上記の第１の信号形成回路２とし、ては、単安定マルチ
バイブレークを用いることもでき、この場合には発振器
１の発掘周波数を乗算１宮号の基本周波数の２倍とし、
発振器１の出力信号によって第１の信号形成回路２とし
て用いられている単安定マルチバイブレークをトリガさ
せる。

前記の単安定マルチバイブレークをそれからの出力パル
スのパルス巾が発振器１の発振波の周期の１／３あるい
は２／３となるように構成しておけば、第１の信号形成
回路２からは第２図す、ｂ図に示すような信号す、ｂが
得られることは明らかである。

さらに、第１の信号形成回路２の他の構成例としては、
予め定められたしきい値においてオン。

オフされるようになされたスイッチ回路を用いた構成の
ものきすることができ、この場合には発振器１より乗算
信号の基本周波数の２倍の周波数を有するのこぎり波信
号を出力させて、第１の信号形成回路２として用いられ
るスイッチ回路に与えるのである。

そして、スイッチ回路のオン、オフの動作点を定めるし
きい値が適当に設定されることにより、第１の信号形成
回路２からは第２図す。

ｂ図示のような１宮号す、ｂが出力されつるのである。

前記し１こ分周器３としては、例えば、通常のフリップ
フロップを用いて構成された１／２分周器が使用できる
のであり、分周器３ではそれに入力さイ″１．１こ１苫
号を１／２に分周して、第２図ｃ、ｃ図に示す信号ｃ、
ｃの何れか一方ま１こは双方の信号を出力する。

この分周器３は、それに第１の信号形成回路２カ）ら供
給される入力信号の形態に応じて、入力信号の立上がり
の時点で出力が反転するような構成形態のもの力）、あ
るいは、入力信号の立下がりの時点で出力が反転するよ
うな構成形態のもの力）、の何れか適当な構成形態のも
のが選択使用される（分周器３の分周動作によって１Ｍ
号に遅れが生じない場合には、前記し１こ何れの構成形
態の分周器でも同様に使用可能である）。

第２の信号形成回路４は、第２図す図に示す信号すの１
Ｍ号成分の乗算機能と、第２図ｄ図に示す信号ｄの信号
成分の乗算機能とを有しているものであり、乗算の順序
は任意でよく、ま１こ、その構成態様としては各種のも
のが採用可能である。

信号すの信号成分の乗算にはスイッチングによる一般的
な乗算器（以下、不平衡乗算器と記載する）を用いるこ
とができ、ま１こ、１百号ｄの信号成分の乗算には、従
来の乗算器にも用いられて来たような平衡乗算器、ある
いは、入力信号に信号Ｃの信号成分を乗算するようにな
され１こ不平衡乗算器の出力信号と、入力１言号に信号
τの信号成分を乗算するようになされた不平衡乗算器の
出力信号とを減算して出力するような構成の乗算器など
を用いることができる。

次に、第２の１否号形成回路４の具体的な構成例につい
て説明する。

第４図は、第２の信号形成回路４の一例構成を示すブロ
ック図であって、この第４図においてＵＭは不平衡乗算
器、ＢＭは平衡乗算器であり、不平衡乗算器ＵＭには端
子５から入力１百号が被乗算信号ａとして加えられると
共に、端子７には第１の１宮号形成回路２からの信号す
が加えらイ’しており、不平衡乗算器ＵＭからは線１１
を通して被乗算入力信号成分ａと信号百とが乗算された
積信号が平衡乗算器ＢＭに与えられる。

平衡乗算器ＢＭには端子８を介して分周器３からの信号
Ｃが与えられると共に、端子９を介して分周器３カ）ら
の１百号Ｃとが与えられているが、これが信号ｄに示さ
れるような対称矩形波信号成分を有する乗算信号として
、前記し１こ線１１を介して平衡乗算器ＢＭに供給され
ている１百号と乗算されて、その積１宮号が端子６に送
出される。

端子６ａは端子６に送出され１こ積信号とは極性の反転
され１こ１言号が送出される端子であって、この端子６
ａに送出されｆこ信号も必要に応じて用いられる。

上記の説明では平衡乗算器ＢＭに対して１言号Ｃとπ吉
が供給されているとしｆこが、平衡乗算器ＢＭに対して
１百号Ｃ，Ｃの一方のものが供給されてそれが信号ｄに
示されるような対称矩形波４百号成分を有するものとし
て平衡乗算器ＢＭで用いられるようになされてもよい。

第５図は第４図で示し１こ第２のＩＭ号影形成回路４具
体的す機能ブロック図であって、この第５図に２いて、
第４図中の不平衡乗算器ＵＭは、端子７カ）ら供給され
る１宮号すを開閉駆動信号として開閉動作を行なうスイ
ッチ機能を有する回路ＳＷとして表わされている。

第５図に２いてスイッチ機能を有する回路として示され
ている不平衡乗算器ＵＭは、端子５から供給される１百
号ａＩ（、信号すの４百号成分を乗算するものであるが
、開閉１駆動制号として端子７に供給されるべき信号は
必らずしも百である必要はなく、スイッチ機能を有する
回路ＳＷの構成態様の如何によっては、信号すの反転信
号すを端子Ｔに供給することにより、不平衡乗算器ＵＭ
？？ｃおいて１宮号ａ、：！：筒号すとの乗算が達成さ
れるのである（第５図示の例では、端子７に信号すを加
えて、不平衡乗算器ＵＭにおいて信号ａと信号すとが乗
算される場合を示している）。

ま１こ、第４図中の平衡乗算器ＢＭは、第５図示のよう
に位相分割器ＰＳと平衡スイッチ回路ＢＳＷとに分解さ
れる。

すなわち、線１１を通して平衡乗算器ＢＭに供給される
不平衡乗算器ＵＭからの積信号ａ、ｂは、位相分割器Ｐ
Ｓによってそれと同相及び逆相（反転位相）の２つの電
気１百号（−・般的には電流１言号）に変換されて、線
１２と線１３とを介して平衡スイッチ回路ＢＳＷに供給
さイする。

平衡スイッチ回路ＢＳＷは、端子８，９の双方あるいは
端子８か９かどちら力）一方の端子から供給される信号
（一般的には端子８と９からの信号の差の信号）を開閉
駆動信号とする連動２回路２接点構成の電気（一般的に
は電流）スイッチで表わされ、そして平衡スイッチ回路
ＢＳＷ力）らの出力信号は端子６，６ａに出力される。

平衡スイッチ回路ＢＳＷは分周器３からの信号ｃ、ｃの
一方の１Ｍ号もしくは双方の信号をスイッチの開閉、駆
動１百号として、線１１カ）ら入力される信号の同相信
号と逆相信号とを交互に切換えるので、結局、スイッチ
回路への入力１百号に信号ｄで示すような対称矩形波信
号を乗算し１こ積信号が端子６に出力されることになる
。

端子６ａには端子６に出力され１こ積信号の逆相（反転
）信号、すなわち、スイッチ回路への入力１Ｍ号に信号
ｄの反転波形信号ｄを乗算し１こ反転積信号が出力され
る。

一般に、各種の復調器では、このような反転績１Ｍ号も
必要とされることも多いのである。

ナチ、上述し１こように端子８，９から供給される信号
ｃ、ｃは、乗算信号そのものとして人力されるわけでは
なく、スイッチ回路の開閉、駆動１百号として人力され
るのであり、スイッチ回路におけるスイッチングの結果
として、スイッチ回路への入力１言号に信号ｄのような
対称矩形波１Ｍ号の乗算がなされることになるのである
。

換言すイ１．ば、乗算器においては１言号Ｃや信号τの
波形を１宮号ｄのような波形とみなして、あるいは信号
ｄのような波形成分を有するものとして乗算が行なわれ
るものと考えることができる。

このように、第５図示の機能ブロック図によって示され
る第４図示の構成の第２の信号形成回路４は、惜号ａ１
部器す、１ｇ号ｄ（！：の乗算を実行し、出力１百号と
して積信号ａ、ｂ、ｄを端子６に出力しうるのである。

第６図は第２の信号形成回路４の他の構成例を示すブロ
ック図であって、この第６図中において、ブランクＵＭ
、ＵＭａ、ＵＭｂはそれぞれ不平衡乗算器、ＳＵＢは減
算器であり、不平衡乗算器ＵＭでは端子５に入力され１
こ信号ａと、端子７に入力された信号す七を乗算して積
信号ａ、ｂを出力し、これを不平衡乗算器ＵＭａ、ＵＭ
ｂへ入力信号として与える。

不平衡乗算器ＵＭａでは、それの入力信号ａ、ｂと端子
８に供給されている信号Ｃとを乗算し、その出力信号を
減算器ＳＵＢへそれの被減数信号として与える。

ま１こ、不平衡乗算器ＵＭｂでは、それの入力１言号ａ
、ｂと端子９に供給されている信号Ｃとを乗算し、その
出力信号を減算器ＳＵＢへそれの減数信号として与える
。

この第６図示の第２のす言号形成回路４における不平衡
乗算器ＵＭａ。

ＵＭｂと減算器５ＵＢ（！：からなる構成部分は、第４
図示の第２の信号形成回路４に２ける平衡乗算器ＢＭと
全く等価な機能を有している。

すなわち、ある信号に信号Ｃを乗算して得た積信号から
、ある信号に１宮号Ｃを乗算して得た積信号を減算する
場合と、信号Ｃから１宮号Ｃを減算し１こ差１百号をあ
る信号に乗算する場合とでは全く同一の結果が得られる
のであり、前記しＴこ２つの倒れの場合でも、ある１宮
号に（信号ｃ−４百号Ｃ）の波形成分と同一の波形成分
を有する信号ｄを乗算したり、あるいはある信号に（部
器ｃ−信号Ｃ）の波形成分と同一の波形成分を有する信
号百を乗算し１こすしているからである。

したがって、第６図示の第２の信号形成回路４に２ける
端子６には信号ａ、ｂ、ｄの積信号ａ。

ｂ、ｄが得られ、また、端子６ａには信号ａ 、 ｂ。

ｄの積信号ａ、ｂ、ｄが得られるのである。

第６図中に示されている３個の不平衡乗算器ＵＭ、ＵＭ
ａ 、ＵＭｂについても、第５図に関して説明し１こと
ころと同様に、それらに対して常に必すしも乗算１苫号
そのままの波形を有する信号が供給されなければならな
いというものではなく、内部のスイッチ機能回路の構成
態様の如何によっては、乗算しようとしている信号の反
転信号、すなわち％ １８号すの乗算に当っては信号ｂ
１１カＣの乗算に当っては信号丁、信号習の乗算に当っ
ては信号Ｃなどの信号が供給されるようになされる場合
もあるのである。

第７図は、第２の信号形成回路４のさらに他の構成例を
示すブロック図であり、この第７図示の構成例のものは
、既述し１こ第６図示の構成例のものにおける信号すの
乗算のステージと、信号Ｃ９Ｃの乗算のステージの順序
を入れ替え１こ構成のものとなされ１こ場合の構成例で
ある。

第７図において、ＵＭａ＝ＵＭｄはそれぞれ不平衡乗算
器であって、不平衡乗算器ＵＭａでは信号ａ、ｃの乗算
を行なって、その積信号ａ、ｃを不平衡乗算器ＵＭｃへ
与え、まγこ、不平衡乗算器ＵＭｂでは信号ａ、Ｃの乗
算を行なって、その積信号ａ、ｃを不平衡乗算器ＵＭｄ
へ与え、不平衡乗算器ＵＭｃ 、ＵＭｄでは、それぞれ
へ与えられ１こ前記の入力信号と信号すとを乗算して、
不平衡乗算器ＴＪＭｃから得られる積信号ａ、■、Ｃを
減算器ＳＵＢへそれの被減数信号として与え、ま１こ、
不平衡乗算器ＵＭｄ力）ら得られる積１百号ａ ＋ ｂ
＋石を減算器ＳＵＢへそれの減数１百号として与えて
、減算器ＳＵＢから端子６には信号ａ、ｂ（ｃ−ｃ）、
すなわち積信号ａ、ｂ、ｄが送出され、ま１こ、端子６
ａには信号ａ、ｂ（ｃ−ｃ）、すなわち積信号ａ、ｂ、
ｄが送出されるのである。

第８図は、第２の信号形成回路４の別の構成例を示すブ
ロック図であり、この第８図示の第２の信号形成回路４
は、平衡乗算器ＢＭとスイッチ回路ＳＳＷとによって構
成されている。

平衡乗算器ＢＭには端子５カ）ら１百号ａが供給されて
いると共に、端子８，９カ）ら信号ｃ、ｃが与えられて
いるから、この平衡乗算器ＢＭからは、信号Ｃ９習から
得られる信号ｄの対称矩形波信号に１言号ａが乗算され
た積信号ａ ＋ ｄが線１４を介してスイッチ回路ＳＳ
Ｗに送出され、ま１こ、信号ｄの対称矩形波信号に信号
ａが乗算され１こ積ＩＭ号ａ、ｄが線１５を介してスイ
ッチ回路ＳＳＷに送出される。

スイッチ回路ＳＳＷは、端子７に供給される信号ｂ（ま
たは信号ｂ）を開閉駆動１百号として、前記した線１４
と端子６との間の信号伝送路と、線１５と端子６ ａ、
との間の信号伝送路との間を短絡したりしなかったりす
るような開閉動作を行なう。

平衡乗算器ＢＭから線１４と線１５とに送出された前記
の２信号は、互いに逆相の信号である力）ら、前記した
スイッチ回路ＳＳＷが前記の線Ａ４，７．間を短絡した
時には前記の２信号は互いに打消し合って出力端には何
らの信号成分も現われない。

すなわち、このスイッチ回路ＳＳＷは既述した第４図中
の不平衡乗算器ＵＭと全く等価な機能を有するものであ
り、このスイッチ回路ＳＳＷでは線１４と線ｌ、に現わ
れたそれぞれの信号に信号百を乗算する働きを行なう。

したがって、スイッチ回路ＳＳＷからは端子６に対して
積信号ａ、ｂ、ｄが出力され、また端子６ａに対しては
積信号ａ、ｂ、ｄが出力されるのである。

第５図に関する説明でも述べたように、端子７に開閉駆
動信号として与えられるべき信号が信号すとなされるか
、あるいは信号すとなされるの力）は、スイッチ回路Ｓ
ＳＷの構成に応じて選択されるべきものである。

第９図は、第２の信号形成回路４の他の構成態様のもの
のブロック図である。

この第９図に２Ｇ）てＰＳは位相分割器であり、位相分
割器ＰＳは端子５に供給され１コ信号ａを、それと同相
の信号と逆相の１百号とに分割し、同相の信号は線１６
に送出し、また逆相の信号は線１７に送出する。

前記した線Ａ６．Ａ、に送出された信号は、連動２回路
３接点構成の電気（一般的には電流）スイッチ機能を有
する連動スイッチ回路ＴＳＷへそれの入力信号として与
えられる。

この連動スイッチ回路ＴＳＷは、第１の信号形成回路２
カ）ら端子７に供給される信号ｂ（あるいはｂ）と、分
周器３から端子８，９に供給される信号ｃ、ｃとが開閉
駆動信号として用いられて開閉動作を行なうもので、一
般的には３つの信号ｃ、ｂ、ｃの内で一番高い電圧（あ
るいは一番低い電圧）を有するものにより、その１冨号
に対応した３接点の内の１つの接点が閉じるように構成
される。

例えば、端子８に供給され７ｊ信号Ｃが一番高い電圧の
時には、連動スイッチ回路の可動接点が図中で上方の固
定接点に切換えられ、また、端子７に供給された信号す
が一番高電圧の時には、連動スイッチ回路ＴＳＷの可動
接点が図中で中間の固定接点に切換えられ、さらに、端
子９に供給された信号Ｃが一番高電圧の時には連動スイ
ッチ回路ＴＳＷの可動接点が図中で下方の固定接点に切
換えられるというような構成となされているのである。

このように、連動スイッチ回路ＴＳＷは、それに線１６
，１７を介して供給されている２つの信号を、線Ｉ１８
〜”１１へ選択的に分配する。

ＡＤは加算分配器であって、線１９，１１ｏを介して、
それに入力された２つの信号を加算して１／２づつに分
けて線’８１’ｌｌに接続されている端子６，６ａに送
出する。

連動スイッチ回路ＴＳＷにおける可動接点が中間の固定
接点に切換えられ１こ状態においては、加算分配器ＡＤ
には位相分割器ＰＳからの互いに逆相の信号が線！！０
．１１．ｏを介して与えられ、シｆこがって、この時の
加算分配器ＡＤでは第８図に関して既述したと同様に、
入力信号成分が互いに打消し合って出力されず、出力側
には単に直流バイアス電流（あるいは電圧）のみが出力
される。

このように、第９図示の回路は第８図示の回路と同様な
動作を行なうのであり、結局、出力端子６には積１苫号
ａ 、 り 、 ｄが出力され、ま１こ、出力端子６ａ
には積信号ａ、ｂ、ｄが出力されるのである。

そして、この第９図示の第２の信号形成回路４は、全体
として第２図ｅ図示のような３レベルの信号ｅ１または
その反転部器ｅの信号成分をそれぞれ乗算信号として入
力信号ａに乗算する機能を有する３レベル乗算器とみる
こともできる。

これまでの説明において、は位相分割器ＰＳがそれ力）
ら互いに逆相の出力信号を送出しうるような機能を有す
る構成のもの、例えば、第１０図示のような回路構成で
例示されるものであるとしてき１こ。

第１０図において、Ｑｌ ｌ Ｑ２はトランジスタ、１
３は定電流源、１１．１２は抵抗値の等しい抵抗器、１
４は基準バイアス電圧源、１０は入力端子、１５．１６
は出力端子であり、この第１０図示のような位相分割器
ＰＳでは、出力端子１５に信号Ｘが得られたとすると、
出力端子１６には信号−Ｘが得られるのである。

ところで、各種の復調器では、乗算の結果得られた復調
信号と、被乗算入力信号に含まれている信号成分とを加
減算して、ある特定な１苫号を作り出すような場合があ
る。

このような場合の例としては、例えばＦＭ放送受信機に
おけるステレオ復調器を挙げることができ、前記のステ
レオ復調器では、入力信号に含まれている（Ｌ（１＋Ｒ
■）の成分をもつ主信号に、乗算の結果として得られる
（Ｌ−Ｒ）の成分を有する副ＩＭ号を加算することによ
り２Ｌの左側成分信号を得ると共に、主信号（Ｌ＋Ｒ）
から副信号（Ｌ−Ｒ）を減算し１こり、あるいは主信号
（Ｌ＋Ｒ）に反転副信号（Ｒ−Ｌ）を加算することによ
り２Ｒの右側成分信号を得るようにしている。

第１１図は前記のように信号間での加減算動作を行なう
マトリックス機能を備えた位相分割器ＰＳの一例構成の
ものの回路図であって、この第１１図において、Ｑｌ、
Ｑ２はトランジスタ、１８〜２０は抵抗器（抵抗１９
．２０は、一般に同一の抵抗値のものとなされる）、１
４は基準バイアス電圧源、１Ｔは入力端子、２１．２２
は出力端子である。

第１１図示のような構成の位相分割器ＰＳにおいては、
その出力端子２１に（ｙ（α＋１））の出力信号が得ら
れ１ことすると、出力端子２２には（ｙ（α−１））と
いう信号が得られる。

ここでαは抵抗１８〜２０の抵抗値によって定まる１よ
りも小さな正の定数（０くαく１）である。

電圧−電流変換係数ｙは、いわば回路の利得に相当する
ものであるが、今、それをｙ＝１として、この第１１図
示の構成の位相分割器ＰＳと、第５図中に示されている
ような構成の平衡スイッチ回路ＢＳＷとを組合わせ１こ
構成態様を有するような乗算器を想定してみると、この
想定された乗算器はその出力側に（α＋ｄ）ｒ、（る信
号を入力信号に乗算した信号と、（α＋ｄ）−（α−ｄ
）なる信号を入力信号に乗算しｒｖＭ号とを出力する。

すなわち、入力信号にそれぞれｄ及びｄの信号を乗算し
た積にそれぞれα倍の入力信号を加算し１こ信号が乗算
器の出力側で得られるのであり、したがって、第１１図
示の構成を有する位相分割器はマトリックス加算器を兼
ねているものということができる。

それで、このような位相分割器を用いて第８図や第９図
示のような構成を有する第２の信号形成回路４を構成す
れば、その出力側には、入力信号に（α＋ｅ）の信号を
乗算し１こ積信号と、入力信号に（α−ｅ）の信号を乗
算した積信号とが得られる。

換言すれば、出力側には入力信号にそれぞれ信号ｅと反
転信号ｅとを乗算した積に、それぞれα倍の入力信号を
加算した信号が得られるのであり、第２図ｆ図に示され
ている前記しり信号（α＋ｅ）や信号（α−ｅ）もまた
偶数次の高調波成分及び第３次とその倍数矢高調波成分
などを含んではいないので、出力側にはこれらの高調波
成分の影響のない積信号が得られるのである。

なお、前記した定数αの値は、この乗算装置が適用され
る復調等のシステムに合わせて所要の値に設定されるべ
きものである。

上記のようにマトリックス加算器を兼ねている位相分割
器を第２の信号形成路中に用いることにより、被乗算入
力信号に含まれている信号成分と、乗算の結果として得
られり１Ｍ号との加減算が乗算装置中で行なわれ得るの
は、第２の信号形成回路４がそれの動作に際して回路中
で直流分を失なわせてしまうようなことのない構成態様
のもの（例えば既述した例においては第８図、第９図示
の構成態様の第２の信号形成回路４がこれに相当する）
に限られるのであり、回路動作中に直流分に関しての忠
実度が欠除されてしまうような構成態様の第２の信号形
成回路（例えば既述し１こ例においては第４図〜第７図
示のもの）が用いられている乗算装置について、その構
成中にマトリックス機能をも兼ね備えた位相分割器を適
用しても所期の効果は得られないのである。

これを具体的に説明すると次のとおりである。

第１１図示の位相分割器が、第８図、第９図示のような
構成形態の第２の信号形成回路４に適用され１こ場合に
は、信号すがＯのレベル（ま１こは信号すが１のレベル
）の期間に、位相分割器の出力信号の（ｙ（α＋１））
と（ｙ（α−１））とを合成して、同相成分のｙαなる
信号、すなわち、ｙを無視してｙ＝ｉと考えれば入力１
宮号のα倍の信号を出力しつるのであるが、第４図〜第
７図示のような構成形態の第２の信号形成回路４におい
ては、信号百がＯレベルの期間には入力１Ｍ号成分が出
力に現われず、出力も０となってしまうので、第４図〜
第７図示のような構成形態の第２の信号形成回路４中の
構成素子としてたとえ第１１図示のようなマ） ＩＪラ
ックス能を撫えた位相分割器を使用したとしても、第２
図ｆ図示のように交流軸線がαだけシフトした状態の乗
算信号は得られないから、第４図〜第７図示のような構
成形態の第２の信号形成回路ではマトリックス機能を兼
ね備えた乗算装置は実現することができないのである。

これまで、第４図乃至第１１図を参照して、第２の信号
形成回路４に関する構成例の説明を行なったが、本発明
の実施に当って使用されるべき第２の信号形成回路４と
しては上記した構成例のものに限定されることがないこ
とは勿論であり、他の構成例のもの、あるいは種々変更
の施こされた構成例のものも採用できる。

以上、詳細に説明したところから明らかなように、本発
明の乗算方法及び乗算装置では、偶数次高調波成分及び
第３次とその倍数次高調波成分を含まない所望な乗算１
Ｍ号が、それの構成成分となるべき複数個の特殊な矩形
波１Ｍ号の成分信号に分解された状態で乗算が行なわれ
、乗算の過程において前記の成分信号が結果的に所望の
乗算信号として破算信号と乗算されるようにしたもので
あり、乗算装置に所要な信号間に８けるマトリックス機
能を与えつるようにも構成することもできるので、本発
明によれば乗算部器の高調波成分の存在に起因する不要
１茗号のビート復調や雑音の増加といったような従来の
問題点の生じない積信号が簡単に得られると共に、所要
の信号間の加減算が行なわれた状態の出力信号も容易に
得られるのであり。

また、スイッチング技術の応用による乗算のために殆ん
ど歪が生じない状態の積信号を得ることができる。

また、本発明による乗算装置は集積回路化のし易い構成
となっており、安定な特性の装置を比較的に安価に得る
ことも可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図ａ＝ｆ図は動作説明用の波形図、第３
図は本発明の乗算方法を適用した乗算装置の一実施態様
のもののブロック図、第４図乃至第９図は第２の信号形
成回路の各異なる構成例を示すブロック図、第１０図及
び第１１図は位相分割器の回路図である。 １・・・・・・発娠器、２・・・・・・第１の信号形成
回路、３・・・・・・分周器、４・・・・・・第２の信
号形成回路、ＵＭ。 ＵＭａ−ＵＭｄ・・・・・・不平衡乗算器、ＢＭ・・・
・・・平衡乗算器、ＰＳ・・・・・・位相分割器、ＳＵ
Ｂ・・・・・・減算器、ＳＷ・・・・・・スイッチ機能
を有する回路、ＢＳＷ・・・・・・平衡スイッチ回路、
ＳＳＷ・・・・・・スイッチ回路、ＡＤ・・・・・・加
算分配器、ＴＳＷ・・・・・・連動スイッチ回路％ Ｑ
１＋ Ｑ２・・・・・・トランジスタ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 人力信号とその入力１百号に乗ずべき所望の乗算信
   号との２つの電気信号の乗算にあｆこり、前記乗算信号
   の２倍の基本周波数及び２／３のデユーティ比ならびに
   第１の所定位相を有する非対称矩形波１Ｍ号と、前記所
   望の乗算信号と等しい基本周波数及び第２の所定位相を
   有する対称矩形波信号とを発生し、前記の入力１宮号と
   前記の非対称矩形波１言号と前記の対称矩形波信号とを
   乗算することにより、前記所望の乗算１百号の偶数次高
   調波成分及び前記所望の乗算信号の第３次とその倍数次
   高調波の成分を含まない乗算結果が得られ、前記の各高
   調波成分の影響のない積信号が得られるようにし１こ乗
   算方法。 ２ 所望の乗算信号の所定倍率の基本周波数及び予め定
   められ１こ所定位相を有する出力信号を発生する発振器
   と、前記した発振器の出力信号が供給されることにより
   、所望の乗算１言号の２倍の基本周波数及び所定のチュ
   ーティ比ならびに予め定められた所定位相を有する矩形
   波信号を出力する第１の信号形成回路と、前記し１こ第
   １の信号形成回路の出力信号を１／２に分周する分周器
   と、前記した第１の４言号形成回路の出力信号と前記し
   た分周器の出力信号と被乗算入力信号とが供給され、前
   記被乗算入力信号成分と、前記し１こ第１の信号形成回
   路の出力１百号成分と、前記し１こ分周器の出力１百号
   より得られる対称矩形波信号成分とを乗算して積信号を
   出力する第２の信号形成回路とよりなり、所望の乗算信
   号の偶数次及び第３次とその倍数次高調波の成分を含ま
   ない乗算結果が得られるようにし１こ乗算装置。 ３ 所望の乗算１百号の所定倍率の基本周波数及び予め
   定められた所定位相を有する出力信号を発生する発振器
   と、前記した発振器の出力信号が供給されることにより
   、所望の乗算信号の２倍の基本周波数及び所定のデユー
   ティ比ならびに予め定められた所定位相を有する矩形波
   信号を出力する第１の信号形成回路と、前記した第１の
   信号形成回路の出力１言号を１／２に分周する分周器と
   、前記しＴこ第１の信号形成回路の出力信号と前記し１
   こ分周器の出力信号と被乗算入力信号とが供給され、前
   記被乗算入力１百号成分と、前記し１こ第１の信号形成
   回路の出力部器成分と、前記し１こ分周器の出力信号よ
   り得られる対称矩形波信号成分との乗算が行なわれ、力
   ）つ、前記の乗算によって得られる積信号を前記の被乗
   算入力信号に加減算し１こ信号が出力１百号として得ら
   れるようになされている第２の信号形成回路とを備えた
   乗算装置。