JPS61154317A - 周波数・位相推定装置 - Google Patents
周波数・位相推定装置Info
- Publication number
- JPS61154317A JPS61154317A JP59277365A JP27736584A JPS61154317A JP S61154317 A JPS61154317 A JP S61154317A JP 59277365 A JP59277365 A JP 59277365A JP 27736584 A JP27736584 A JP 27736584A JP S61154317 A JPS61154317 A JP S61154317A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- value
- phase
- frequency
- register
- content
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Landscapes
- Measuring Frequencies, Analyzing Spectra (AREA)
- Stabilization Of Oscillater, Synchronisation, Frequency Synthesizers (AREA)
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。
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）
本発明は雑音の重量した正弦波から周波数と位相を推定
する周波数位相推定装置に関する。
する周波数位相推定装置に関する。
（従来技術とその問題点）
従来技術として良く知られるものは、位相ロックループ
で、時に周波数誤差がある場合２次系によって固定位相
誤差を０とする方法が最も一般的に用いられる。然しな
がら、通常の位相がロックループは短時間の内に正確に
周波数と位相を合わせる目的には必ずしも最適な手段と
は言い難い。
で、時に周波数誤差がある場合２次系によって固定位相
誤差を０とする方法が最も一般的に用いられる。然しな
がら、通常の位相がロックループは短時間の内に正確に
周波数と位相を合わせる目的には必ずしも最適な手段と
は言い難い。
殊に雑音が大きい環境では正確な推定には極めて多くの
時間を要するという欠点がある。
時間を要するという欠点がある。
（発明の目的）
本発明は、このような従来の欠点を除去せしめて、雑音
の大きい環境下でも極めて短時間に正確に周波数と位相
を推定する手段を提供することにある。
の大きい環境下でも極めて短時間に正確に周波数と位相
を推定する手段を提供することにある。
（発明の構成）
本発明によれば、後述する２つのパラメタ推定結果に基
づいて位相の推定値を発生する手段と、該位相推定値と
入力信号の位相との誤差を検出する誤差検出器と、検出
された位相誤差に第１の時変の係数を乗じた値により初
期位相推定値を逐次的に更新する手段と、同じく位相誤
差に第２の時変係数を乗じた値により周波数推定値を逐
次的に更新する手段とを有することを特徴とする周波数
・位相推定装置が得られる。
づいて位相の推定値を発生する手段と、該位相推定値と
入力信号の位相との誤差を検出する誤差検出器と、検出
された位相誤差に第１の時変の係数を乗じた値により初
期位相推定値を逐次的に更新する手段と、同じく位相誤
差に第２の時変係数を乗じた値により周波数推定値を逐
次的に更新する手段とを有することを特徴とする周波数
・位相推定装置が得られる。
（構成の詳細な説明）
本発明が対象とするのは、時刻ｉにおける位相θ。
が
町＝θ−１−ｗ
と表される正弦波に雑音（ｅｉ）が重畳し等測的にｅ＝
θ＋ｉ−ｗ＋ｅ なる位相として観測されるとき、（ｅｉ）による影響を
出来るだけ受けずにｅ。とＷを推定する問題である。
θ＋ｉ−ｗ＋ｅ なる位相として観測されるとき、（ｅｉ）による影響を
出来るだけ受けずにｅ。とＷを推定する問題である。
時刻１からｋまでの観測値を用い、推定誤差の分散を最
小にする推定方法として最小２乗法が良く知られている
。最小２乗法を上記の問題に当てはめると次のようにな
る。
小にする推定方法として最小２乗法が良く知られている
。最小２乗法を上記の問題に当てはめると次のようにな
る。
評価関数を
Ｊ−Σシ
と定義する。評価関数のθ。およびＷに関する偏微係数
を各々０とおくと以下の方程式が得られる。
を各々０とおくと以下の方程式が得られる。
又は
θ０とＷの最小分散推定値は（１）式の解としてと与え
られる。この最適解を毎時側逐次的に求める手段として
逐次回帰法が知られている。それによれば時刻ｉにおけ
るｅ。の推定値θ。６９ｗの推定値をｗｉとすると時刻
Ｋにおいて Ｙ′はＹの転置を表わす。
られる。この最適解を毎時側逐次的に求める手段として
逐次回帰法が知られている。それによれば時刻ｉにおけ
るｅ。の推定値θ。６９ｗの推定値をｗｉとすると時刻
Ｋにおいて Ｙ′はＹの転置を表わす。
と修正することになる。
逆行列ＡＫ−１は簡単に求まり（３）式は次のように簡
単化される。
単化される。
ここでＥＫ−ｏ、−θ、を位相誤差と呼ぶと初期位相推
定値θ。Ｋは位相誤差に時刻Ｋに依存する時変係数（具
体的には２１Ｋ）を乗じ一時刻前の推定値ｅ。Ｋ−１に
加えることにより修正し、又周波数推定値ｗＫは同じく
位相誤差に時刻Ｋに依存する時変係数（具体的には６７
Ｋ（Ｋ＋１）Ｊを乗じ一時刻前の推定値ｗＫ−１から減
することにより修正するという構成をとることにより（
４）式が実現される。この方法によれば毎時側その時点
までの観測値を用いた最良の推定が方程式を解く形で与
えられるため通常の位相ロックループに比べ極めて短時
間に最適な推定値が与えられる。
定値θ。Ｋは位相誤差に時刻Ｋに依存する時変係数（具
体的には２１Ｋ）を乗じ一時刻前の推定値ｅ。Ｋ−１に
加えることにより修正し、又周波数推定値ｗＫは同じく
位相誤差に時刻Ｋに依存する時変係数（具体的には６７
Ｋ（Ｋ＋１）Ｊを乗じ一時刻前の推定値ｗＫ−１から減
することにより修正するという構成をとることにより（
４）式が実現される。この方法によれば毎時側その時点
までの観測値を用いた最良の推定が方程式を解く形で与
えられるため通常の位相ロックループに比べ極めて短時
間に最適な推定値が与えられる。
（実施例）
以下本発明の実施例について図面を参照して詳細に説明
する。第１図は本発明の実施例を示すブロック図である
。端子１より入来する雑音の重量した正弦波はサンプル
ホールド２でサンプルされＡ／Ｄ変換器３でディジタル
化される。ディジタル化された正弦波はディジタル位相
検波器４において、後述する手段により推定された周波
数と位相に合致した正弦波を発生する正弦波発生器５の
発生する正弦波と比較され位相誤差が前記位相検波器の
出力に現れレジスタ６に格納される。位相検波器の実現
手段は例えば文献（Ｗ、Ｃ，Ｌｉｎｄｓｅｙ ”Ａ ５
ｕｒｖｅｙ ｏｆＤｉｇｉｔａｌ Ｐｈａｓｅ −Ｌｏ
ｃｋｅｄ Ｌｏｏｐ″Ｐｒｏｃ、ＩＥＥＥ、 ｖｏｌ、
６９゜Ｎｏ、４． Ａｐｒｉｌ １９８１）に詳しく示
されている。又、正弦波発生器５は読出し専用メモリ（
ＲＯＭ）により構成することができ、後述する位相推定
値をアドレスとして正弦波の標本値を出力する。カウン
タ７は、本装置の動作開始時点から毎時側カウントアツ
プしを出力する。その出力は乗算器９において前記位相
誤差の値を保持するレジスタ６の内容と乗算される乗算
結果は初期位相推定値を保持するレジスタ１０の内容と
加算器１１において加算される。加算器１１の出力は初
期位相推定値の更新値として再びレジスタ１０に格納さ
れると同時に加算器１２の片方の入力として与えられる
。第２の係数発生器１３もＲＯＭであり前記カウンタ７
の内容Ｋをアドレスとして６７Ｋ（Ｋ＋ １）に対応す
る数値を出力する。その出力は乗算器１４において前記
位相誤差の値を保持するレジスタ６の内容と乗算される
。乗算結果は周波数推定値を保持するレジスタ１５の内
容から減算器１６において減算される。前記レジスタ１
５の初期値は、例えば復調用局部発振周波数のように公
称値が判っている場合はその値にセットされる。減算器
１６の出力は周波数推定値の更新値として再びレジスタ
１５に格納されると同時に、乗算器１７において前記カ
ウンタ７の内容と乗算される。乗算器１７の出力は前記
加算器１２のもう一方の入力として与えられ、前記初期
位相推定値の更新値と加算される。前記加算器１２の出
力は時刻Ｋにおける最適位相推定値として前記正弦波発
生器５のＲＯＭのアドレスとして用いられる。尚このア
ドレスの最大値を２ルに対応させておくことにより位相
推定値はモジュロ２バで行なわれる。以上により、入力
さえる雑音の重量した正弦波から周波数と位相を逐次的
に最小分散推定をすることが出来る。推定値は各々レジ
スタ１５．１０の内容として与えられる。尚、プログラ
マブルな信号処理プロセサで上記と等価な動作を容易に
実現することが出来ることは明らかである。
する。第１図は本発明の実施例を示すブロック図である
。端子１より入来する雑音の重量した正弦波はサンプル
ホールド２でサンプルされＡ／Ｄ変換器３でディジタル
化される。ディジタル化された正弦波はディジタル位相
検波器４において、後述する手段により推定された周波
数と位相に合致した正弦波を発生する正弦波発生器５の
発生する正弦波と比較され位相誤差が前記位相検波器の
出力に現れレジスタ６に格納される。位相検波器の実現
手段は例えば文献（Ｗ、Ｃ，Ｌｉｎｄｓｅｙ ”Ａ ５
ｕｒｖｅｙ ｏｆＤｉｇｉｔａｌ Ｐｈａｓｅ −Ｌｏ
ｃｋｅｄ Ｌｏｏｐ″Ｐｒｏｃ、ＩＥＥＥ、 ｖｏｌ、
６９゜Ｎｏ、４． Ａｐｒｉｌ １９８１）に詳しく示
されている。又、正弦波発生器５は読出し専用メモリ（
ＲＯＭ）により構成することができ、後述する位相推定
値をアドレスとして正弦波の標本値を出力する。カウン
タ７は、本装置の動作開始時点から毎時側カウントアツ
プしを出力する。その出力は乗算器９において前記位相
誤差の値を保持するレジスタ６の内容と乗算される乗算
結果は初期位相推定値を保持するレジスタ１０の内容と
加算器１１において加算される。加算器１１の出力は初
期位相推定値の更新値として再びレジスタ１０に格納さ
れると同時に加算器１２の片方の入力として与えられる
。第２の係数発生器１３もＲＯＭであり前記カウンタ７
の内容Ｋをアドレスとして６７Ｋ（Ｋ＋ １）に対応す
る数値を出力する。その出力は乗算器１４において前記
位相誤差の値を保持するレジスタ６の内容と乗算される
。乗算結果は周波数推定値を保持するレジスタ１５の内
容から減算器１６において減算される。前記レジスタ１
５の初期値は、例えば復調用局部発振周波数のように公
称値が判っている場合はその値にセットされる。減算器
１６の出力は周波数推定値の更新値として再びレジスタ
１５に格納されると同時に、乗算器１７において前記カ
ウンタ７の内容と乗算される。乗算器１７の出力は前記
加算器１２のもう一方の入力として与えられ、前記初期
位相推定値の更新値と加算される。前記加算器１２の出
力は時刻Ｋにおける最適位相推定値として前記正弦波発
生器５のＲＯＭのアドレスとして用いられる。尚このア
ドレスの最大値を２ルに対応させておくことにより位相
推定値はモジュロ２バで行なわれる。以上により、入力
さえる雑音の重量した正弦波から周波数と位相を逐次的
に最小分散推定をすることが出来る。推定値は各々レジ
スタ１５．１０の内容として与えられる。尚、プログラ
マブルな信号処理プロセサで上記と等価な動作を容易に
実現することが出来ることは明らかである。
（発明の効果）
従来の位相ロックループが単純なフィルタであるのに対
し、本発明は時不変のパラメタを推定するカルマンフィ
ルタに対応しており、カルマンフィルタが最適線形フィ
ルタであることを考えれば、従来例よりもはるかに短時
間でしかも正確に周波数・位相を推定できると言える。
し、本発明は時不変のパラメタを推定するカルマンフィ
ルタに対応しており、カルマンフィルタが最適線形フィ
ルタであることを考えれば、従来例よりもはるかに短時
間でしかも正確に周波数・位相を推定できると言える。
第１図は本発明の実施例を示すブロック図である。図に
おいて、
おいて、
Claims (1)
- 正弦波あるいは雑音の重量した正弦波を入力とし、入力
正弦波の初期位相および周波数を推定する手段と、推定
された初期位相と周波数に基づいた正弦波を発生する手
段と該正弦波と入力信号との位相誤差を検出する手段と
、検出した位相誤差に第１の時変係数を乗じた値により
前記初期位相推定手段が保持する推定値を逐次的に更新
する手段と、前記位相誤差に第２の時変係数を乗じた値
により前記周波数推定手段が保持する推定値を逐次的に
更新する手段とを有することを特徴とする周波数・位相
推定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59277365A JPH0716159B2 (ja) | 1984-12-27 | 1984-12-27 | 周波数・位相推定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59277365A JPH0716159B2 (ja) | 1984-12-27 | 1984-12-27 | 周波数・位相推定装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61154317A true JPS61154317A (ja) | 1986-07-14 |
| JPH0716159B2 JPH0716159B2 (ja) | 1995-02-22 |
Family
ID=17582507
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59277365A Expired - Lifetime JPH0716159B2 (ja) | 1984-12-27 | 1984-12-27 | 周波数・位相推定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0716159B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0296665A (ja) * | 1988-10-03 | 1990-04-09 | Nec Corp | 周波数・位相推定装置 |
| JPH0296664A (ja) * | 1988-10-03 | 1990-04-09 | Nec Corp | 周波数・位相推定装置 |
| KR100458630B1 (ko) * | 2002-10-07 | 2004-12-03 | 광주과학기술원 | 위상편이 및 주파수편이 결합추정방법 및 그 장치 |
-
1984
- 1984-12-27 JP JP59277365A patent/JPH0716159B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0296665A (ja) * | 1988-10-03 | 1990-04-09 | Nec Corp | 周波数・位相推定装置 |
| JPH0296664A (ja) * | 1988-10-03 | 1990-04-09 | Nec Corp | 周波数・位相推定装置 |
| KR100458630B1 (ko) * | 2002-10-07 | 2004-12-03 | 광주과학기술원 | 위상편이 및 주파수편이 결합추정방법 및 그 장치 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0716159B2 (ja) | 1995-02-22 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Nishiyama | A nonlinear filter for estimating a sinusoidal signal and its parameters in white noise: On the case of a single sinusoid | |
| US20040085096A1 (en) | Efficient digital method of and system for determining the instantaneous phase and amplitude of a vibratory accelerometer and other sensors | |
| JP4578298B2 (ja) | エンコーダ出力信号波形補正装置 | |
| JP2012211896A (ja) | 正弦波信号のパラメーターを求める方法及びシステム | |
| JPS61154317A (ja) | 周波数・位相推定装置 | |
| JP2023040159A (ja) | 位相シフト検出装置及び位相シフト検出方法 | |
| EP3709299A1 (en) | Digital audio processing device, method for processing digital audio, and digital audio processing program | |
| JP2527008B2 (ja) | 周波数・位相推定装置 | |
| JP2527011B2 (ja) | 周波数・位相推定装置 | |
| Pin et al. | Sinusoidal signal estimation from a noisy-biased measurement by an enhanced PLL with generalized error filtering | |
| JP7252492B2 (ja) | 同期検波装置、同期検波方法及びプログラム | |
| JPS62203199A (ja) | ピツチ周期抽出方式 | |
| JP4206249B2 (ja) | イメージリジェクションミキサ | |
| JPS62172218A (ja) | レゾルバ／デジタル・コンバ−タによる位置検出方法 | |
| JPS631811B2 (ja) | ||
| JPH0919198A (ja) | 誘導電動機の適応滑り周波数形ベクトル制御方法及び装置 | |
| JP3099542B2 (ja) | 交流入力振巾のデジタル推定演算方法 | |
| JP2972798B2 (ja) | 正弦波形信号の最大振幅演算方法 | |
| JPH0296666A (ja) | 周波数・位相推定装置 | |
| JPH0415404B2 (ja) | ||
| JP2508036B2 (ja) | デジタル型方向地絡継電装置 | |
| JPH0715286A (ja) | 受信した周期信号に対して適応的に同調するための装置、受信したサイン曲線状の信号に対して適応的に同調するためのデジタル信号処理装置、および受信した周期信号に対して適応的に同調するためのデジタル信号処理装置 | |
| JP2905212B2 (ja) | デジタルレベル検出器 | |
| JPH0618280A (ja) | レゾルバ信号処理方法 | |
| JPH0648770B2 (ja) | レベル検出回路 |