JPS61245707A - 周波数逓倍回路 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 この発明はオーディオ信号の周波数を２逓倍する周波数
逓倍回路に関する。

「　　七　立　へ　七か　タ鳴　　１ 従来、信号の周波数を２逓倍する回路としては、増幅素
子の非線形立ち上がり特性を利用して、近似的に周波数
逓倍を行う回路や、ＰＬＬ（フェイズ・ロックド・ルー
プ）を用いた周波数逓倍回路等が知られている。

［発明が解決しようとする問題点」 しかしながら、増幅素子の非線形特性を利用する回路に
おいては、非線形特性部分のみを利用する構成であるた
め、確実な周波数逓倍が行える範囲が極めて狭いという
欠点かあるとともに、近似的な周波数逓倍を行う関係上
、どうしても不要歪が発生してしまうという問題があっ
た。したがって、オーディオ回路等へは側底適用し得な
いものであった。

また、ＰＬＬを用いる回路においては、扱える信号が波
形的に一様ならのく例えば、単一周波数の正弦波）に限
られるため、オーディオ信号等のように複雑に変化する
波形には適用できないという問題がある。

この発明は上述した問題に鑑みてなされたもので、オー
ディオ信号のように複雑に変化する波形に対しても、極
めて広い帯域において周波数２逓倍を高精度に行うこと
ができ、しかも、その構成が簡単な周波数逓倍回路を提
供することを目的としている。

「問題点を解決するための手段」 この発明は、上述した問題点を解決するために、供給さ
れたオーディオ帯域信号を一４５°／ｏｃｔで位相変化
させる第１の移相回路と、この第１の移相回路と９０°
の位相差をもって、前記オーディオ帯域信号を位相変化
させる第２の移相回路と、これら第１、第２の移相回路
の出力信号を乗算する乗算回路とを具備し、この乗算回
路の乗算結果を出力信号をして取り出すようにしている
。

「作用」 前記第１、第２の移相回路の出力信号が広帯域にわたっ
て互いに９０°の位相差を有するようになり、これらの
信号を乗算することにより、入力信号の周波数が２倍と
なる。

「実施例」 以下、図面を参照してこの発明の実施例について説明す
る。

第１図はこの発明の一実施例の構成を示す回路図である
。第１図において１および２は、各々移相回路であり、
移相回路ｌは直列接続されたフェイズシフタ１−１−１
−５によって構成され、移相回路２は直列接続されたフ
ェイズシフタ２−１〜２−５によって構成されている。

この場合、フェイズシフタ１−１−１−５．２−１〜２
−５は、各々演算増幅器と、この演算増幅器の反転入力
端と出力端との間に介装される抵抗と、非反転入力端と
接地間に介装されるコンデンサと、反転および非反転入
力端と入力端との間に各々介装される抵抗とから成って
おり、コンデンサの容量以外は全て同一の値となってい
る。そして、フェイズシフタｌ−１および２−１の入力
端が各々入力端子３に共通接続され、フェイズシフタ１
−５の出力端が乗算器４のＸ入力端に接続され、フェイ
ズシフタ２−５の出力端が乗算器４のＹ入力端に接続さ
れ、また、乗算器４の出力端が出力端子５に接続されて
いる。

次に、上述した各フェイズシフタｌ−１−１−５，２−
１〜２−５の特性について説明する。

まず、フェイズシフタ１−１の特性について説明する。

第２図はフェイズシフタ１−１の構成を示す回路図であ
り、図において、７は演算増幅器、８．９．１０は抵抗
、１１はコンデンサである。この場合において、抵抗８
，９の値をｒ１抵抗ｌＯの値をＲとし、コンデンサ１１
の容量をＣとすると、伝達関数Ｇ　（ｓ）は、周知のよ
うに となり、また、位相φは なる式で表される。そして、第３図は上述した（２）式
より導かれるフェイズシフタｌ−１の位相特性図であり
、１／ＣＲをω。とすると、周波数がω。／４から４ω
。となる範囲においては、−４５゜１０ｃｔの特性とな
る。なお、厳密には図に破線で示すように、ω。および
４ω。の付近において、特性曲線がなだらかに変化する
が、一般的には実線で示すような特性として扱うことが
できる。以上がフェイズシフタ１−１の特性である。

そして、フェイズシフタ１−２〜１−５およびフェイズ
シフタ２−１〜２−５の特性は、各々の構成要素中のコ
ンデンサの容量が異なるのみであるから、フェイズシフ
タｌ−１との特性の差異は、−４５℃１０ａｔの周波数
範囲が異なるだけとなる。

そして、フェイズシフタ１−２〜１−５．２−１〜２−
５の構成要素となっているコンデンサの容量は、フェイ
ズシフタ１−１内のコンデンサの容量に対して、各々第
１図に示す比率となっており、この結果、フェイズシフ
タ１−２〜１−５の直列加算特性は、各々第４図に示す
ようになり、フェイズシフタ２−１〜２−５の直列加算
特性は各々第５図に示すようになる。

すなわち、第４図に示すように、フェイズシフタ１−１
−１−５の各−４５°／ｏｃｔの領域は、直線的につな
がり、全体としては極めて広い領域に渡って一４５°１
０ａｔの特性が実現される。そして、移相回路ｌの特性
は、フェイズシフタ１−１〜１−５の各特性を合成した
特性となるから、移相回路ｌはω。／４〜２６２．１４
４ω０の広範囲に渡って一４５°１０ａｔの特性を有す
る。

また、フェイズシフタ２−１〜２−５の各−４５°／ｏ
ｃｔの領域も第５図に示すように直線的につながり、全
体として極めて広い領域に渡って一４５℃１０ｃｔの特
性となる。そして、移相回路２の特性は、フェイズシフ
タ２−１〜２−５の各特性を合成した特性となるから、
移相回路２はω。

〜１，０４Ｂ、５７６ω。の広範囲に渡って一４５°／
ｏｃｔの特性を有する。

そして、第６図は移相回路ｌと移相回路２の位相特性を
重ね合わせた図であり、この図に示すように、移相回路
２における一４５°１０ａｔの領域は、移相回路ｌにお
ける一４５℃１０ａｔの領域の周波数値を４倍した領域
となっている。この場合、領域の周波数値が４倍となる
ことは、位相差が９０°となることであり、したがって
、移相回路Ｉと移相回路２の位相特性は、極めて広い領
域に渡りて９０°ずれることとなる。そして、このよう
に移相回路ｌと移相回路２の出力信号が互いに９０°の
位相差を有するということは、各出力信号の関係が丁度
ｓｉｎ　ｘとｃｏｓ　ｘとの関係にあることに相当する
。ｓｉｎ　ＸとＣＯ５Ｋとの積は、周知のように、ｓｉ
ｎ　ｘ　ＸＣＯ３）［＝　’−５ｉｎ２ｘ　−−（３）
となるから、人力信号の周波数が２倍されることが判る
（第７図参照）。

そして、この実施例においては、移相回路ｌの出力信号
と移相回路２の出力信号とが乗算器４によって乗算され
るから、出力端子５から出力される信号Ｖ。の周波数は
、入力端子３に供給される入力信号Ｖｉの２倍の周波数
となる。また、移相回路ｌと移相回路２の移相領域は、
前述したように極めて広いので、人力信号Ｖｉがどのよ
うな複雑な波形であっても、波形歪を起こすことなくそ
の周波数が２逓倍される。

次に、この実施例の応用例について説明する。

第８図において、２０はテープレコーダであり、つまみ
２０ａを回すことにより、再生スピードを通常速度と１
／２速度の２段階に調整できるようになっている。２１
は。この実施例による周波数逓倍回路、２２はオーディ
オアンプであり、２３はスピーカである。

このような構成において、例えば、通常スピードで録音
された英会話のテープを、テープレコーダ２０によって
１／２速度で再生すると、テープレコーダ２０の出力段
階においては、会話速度が１／２になるとともに、音声
周波数も１／２になる。そして、テープレコーダ２０の
出力信号は周波数逓倍回路２１によって、その周波数が
２逓倍され、この周波数逓倍回路２１の出力信号がアン
プ２２を介した後、スピーカ２３から発せられる。

したがって、スピーカ２３から発せられる音声は、もと
の音声と周波数が等しくスピードが１／２の音声となり
、会話の内容や発音が極めて聞き取り易くなる。すなわ
ち、上記構成においては、もとにすることができ、語学
練習に極めて好適となる。

また、上記効果を得るためには、例えば、第９図に示す
ようにしてもよい。すなわち、会話をマイク２５、およ
び、周波数逓倍回路２１を介してテープレコーダ２０に
録音しく通常速度録音）、この録音テープを今度は１／
２速度で再生する。このようにすると、通常速度、１／
２周波数で録音された音声が、１／２の速度、元の周波
数で再生されるため、第８図に示す場合と同様の効果を
奏することができる。

「発明の効果」 以上説明したように、この発明によれば、供給されたオ
ーディオ帯域信号を一４５°／ｏｃｔ位相変化させる第
１の移相回路と、この第１の移相回路と９０°の位相差
をもって、前記オーディオ帯域信号を位相変化させる第
２の移相回路と、これら第１１第２の移相回路の出力信
号を乗算する乗算回路とを具備し、この乗算回路の乗算
結果を出力信号をして取り出すようにしたので、オーデ
ィオ信号のように複雑に変化する波形に対してでも、極
めて高精度に周波数２逓倍を行うことができ、しかも、
その構成を簡単とすることができる利点が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例の構成を示す回路図、 第２図はフェイズシフタ１−１の構成を示す回路図、 第３図はフェイズシフタｌ−１の位相特性図、第４図お
よび第５図は各々移相回路ｌおよび移相回路２の位相特
性図、 第６図は移相回路１と移相回路２の移相特性を比較する
ための特性図、 第７図はｓｉｎ波形とｃｏｓ波形およびこれらの波形の
乗算波形の一例を示す波形図、 第８図および第９図は各々同実施例の応用例を示すため
のブロック図である。 １・・・・・・移相回路（第１の移相回路）、２・・・
・・・移相回路（第２の移相回路）、３・・・・・・入
力端子、４・・・・・・乗算器（乗算回路）、５・・・
・・・出力端子。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 供給されたオーディオ帯域信号を−４５°／ｏｃｔで位
   相変化させる第１の移相回路と、 この第１の移相回路と９０°の位相差をもって、前記オ
   ーディオ帯域信号を位相変化させる第２の移相回路と、 これら第１、第２の移相回路の出力信号を乗算する乗算
   回路 とを具備し、この乗算回路の乗算結果を出力信号をして
   取り出すことを特徴とする周波数逓倍回路。