JPS63114306A - Detecting method for signal phase difference - Google Patents
Detecting method for signal phase differenceInfo
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- JPS63114306A JPS63114306A JP25812586A JP25812586A JPS63114306A JP S63114306 A JPS63114306 A JP S63114306A JP 25812586 A JP25812586 A JP 25812586A JP 25812586 A JP25812586 A JP 25812586A JP S63114306 A JPS63114306 A JP S63114306A
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は一般計測機器、レーダーなどにおける同一周波
数の複数個の入力される正弦波または余弦波の信号(こ
の発明においては三角関数信号という)の位相差検出に
関する。[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field] The present invention is applicable to general measuring instruments, radars, etc., in which multiple input sine wave or cosine wave signals (referred to as trigonometric function signals in the present invention) have the same frequency. related to phase difference detection.
一般計測機器における信号位相差測定、あるいはドツプ
ラ効果を利用する方向探知機またはレーダーなどでアン
テナ素子に受信した信号の位相変化または信号間の位相
差検出など、位相値または位相差を測定する場合、種々
の方法が周知である。When measuring phase values or phase differences, such as signal phase difference measurement in general measuring equipment, or detection of phase changes in signals received by antenna elements or phase differences between signals in direction finders or radars that use the Doppler effect, etc. Various methods are well known.
アナログ的方法としては、2信号の乗積から求めたり、
あるいはディジタル的方法として、一定のしきい値で方
形波に菱1換゛し、位相比較器で方形波の位相差を検出
するなどしている。Analog methods include finding it from the product of two signals,
Alternatively, as a digital method, a square wave is converted into a square wave at a certain threshold value, and a phase difference between the square waves is detected using a phase comparator.
上記の位相差測定方法は、瞬時的に位相差を検出するも
のでなく、信号の数波について平均して位相差を検出す
るものである。また2信号の位相差を直接に測定する位
相比較器はその位相差が±180”をこえると、進み遅
れの判別が必要で、その判別回路を付加する必要がある
。The above phase difference measuring method does not detect the phase difference instantaneously, but averages the phase difference over several waves of signals. Furthermore, a phase comparator that directly measures the phase difference between two signals needs to distinguish between lead and lag when the phase difference exceeds ±180'', and it is necessary to add a circuit for this discrimination.
本発明の目的は、上記問題点を除去して、瞬時的な位相
差を検出することのできる位相差検出方法を提供するこ
とにある。本発明の対象とする三角関数信号は、数学的
に規定された特性を有するので、その特性を利用して簡
単な位相差検出方法を得ようとするものである。An object of the present invention is to provide a phase difference detection method that can eliminate the above-mentioned problems and detect instantaneous phase differences. Since trigonometric function signals, which are the subject of the present invention, have mathematically defined characteristics, it is an object of the present invention to utilize these characteristics to obtain a simple phase difference detection method.
本発明の方法は、複数個の同一周波数の入力三角関数信
号をそれぞれπ/2だけ遅延する手段と。The method of the present invention includes means for delaying each of a plurality of input trigonometric function signals having the same frequency by π/2.
前記人力三角関数信号およびその遅延信号を、少なくと
も1つの特定時点で同時にサンプリングする手段と、前
記サンプリング値をA/D変換する手段と、各入力三角
関数信号につき前記特定時点のサンプリング値と、その
遅延信号のサンプリング値との比から、位相角を演算す
る手段と、算出された位相角から各入力三角関数信号の
位相差を検出する手段とを有するものである。means for simultaneously sampling the human trigonometric function signal and its delayed signal at at least one specific point in time; means for A/D converting the sampled value; and a sampling value at the specific point in time for each input trigonometric function signal; It has means for calculating a phase angle from the ratio of the delayed signal to a sampling value, and means for detecting a phase difference between each input trigonometric function signal from the calculated phase angle.
三角関数信号は、±π/2の位相差により正弦波信号と
余弦波信号とが相互に変換する。そこで、第2図に示す
ように、入力が正弦波信号S (t)=Esin(wt
+α)として、この信号とこの信号をπ/2遅延回路3
で遅延した信号とをサンプル・ホールド回路1.2で特
定のt8時点でサンプリングパルス100によりサンプ
リングすると、前者からS (ts)=Es in (
wtN+α)。The trigonometric function signal is mutually converted into a sine wave signal and a cosine wave signal due to a phase difference of ±π/2. Therefore, as shown in FIG. 2, the input is a sine wave signal S (t)=Esin(wt
+α), this signal and this signal are connected to the π/2 delay circuit 3.
When the sample-and-hold circuit 1.2 samples the delayed signal with the sampling pulse 100 at a specific time point t8, from the former, S (ts)=Es in (
wtN+α).
後者からC(ts)=−Ecos (wt、+α)の
数値が得られる。したがって、tN時点における入力正
弦波信号の位相角θ(t、)(−wt、l+α)が次式
で得られる。The latter gives the value C(ts)=-Ecos (wt, +α). Therefore, the phase angle θ(t, )(-wt, l+α) of the input sine wave signal at time tN is obtained by the following equation.
一θ(L、l)= t a n−’S(L、4)/C(
jN)= t a n−’s i n(w tH+α)
/ −c o s(w tN+cx)このとき−θ(j
N)は−90°〜+90″の範囲となる。したがって
S(t、4)とC(tN)の符号判定をし、象限を決定
する必要がある。- θ(L, l) = tan-'S(L, 4)/C(
jN)=tan-'s in(wtH+α)
/ −cos(w tN+cx) Then −θ(j
N) is in the range of -90° to +90''. Therefore, it is necessary to check the signs of S(t, 4) and C(tN) to determine the quadrant.
このように1つの正弦波信号の瞬時の位相角が求まるの
で、2つの正弦波信号
5t(t)=E1s i n(w t +α、)。Since the instantaneous phase angle of one sine wave signal is determined in this way, the two sine wave signals 5t(t)=E1s in(w t +α,).
5z(t)=E2s i n(w t +α2)の位相
差(α1−α2)は、この2つの正弦波信号につき、同
時点における瞬時の位相角θ+(ts)およびθz(L
N)を求め、その差をとることで求めることができる。The phase difference (α1-α2) of 5z(t)=E2s in(w t +α2) is the instantaneous phase angle θ+(ts) and θz(L
It can be obtained by finding N) and taking the difference.
この方法ではtN時点の信号測定値から(α1−α2)
を求めているが、(α1−α2)自体は時点に関係なく
、波形の位相差である。In this method, from the signal measurement value at time tN (α1-α2)
However, (α1-α2) itself is the phase difference of the waveforms regardless of the time point.
以下、本発明の一実施例につき、図面を参照して説明す
る。第1図は実施例として、2信号間の位相差検出装置
の回路ブロック図である。2信号・のうち、E、sin
(wt+αl)で表わされる信号5t(t)102が直
接にサンプル・ホールド回路10に人力するとともに、
π/2遅延回路14を経た信号102′がサンプル・ホ
ールド回路11に入力する。同様に、2信号のうちEz
sin(wt+α2)ので表わされる信号52(t)1
03が、直接にサンプル・ホールド回路12に、および
π/2遅延回路15を経た信号103′がサンプル・ホ
ールド回路13に入力する。上記信号102’、103
’はそれぞれ−Elcos(wむ+αIL−E2c o
s (w tnα2)である。Hereinafter, one embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a circuit block diagram of a phase difference detection device between two signals as an embodiment. 2 signals, E, sin
A signal 5t(t) 102 represented by (wt+αl) is directly input to the sample-and-hold circuit 10, and
A signal 102' that has passed through the π/2 delay circuit 14 is input to the sample and hold circuit 11. Similarly, of the two signals, Ez
Signal 52(t)1 expressed as sin(wt+α2)
03 is directly input to the sample-and-hold circuit 12, and a signal 103' that has passed through the π/2 delay circuit 15 is input to the sample-and-hold circuit 13. The above signals 102', 103
' are respectively −Elcos(wum+αIL−E2c o
s (w tnα2).
上記サンプル・ホールド回路10〜13は、サンプリン
グパルス101により同時的に19時点でサンプリング
する。A/D変換器16〜19は、各サンプル・ホール
ド回路10〜13の出力10a、lla、12a、13
aをそれぞれA/D変換器16〜19によりディジタル
値に変換する。The sample and hold circuits 10 to 13 sample simultaneously at 19 points in time using the sampling pulse 101. The A/D converters 16 to 19 are connected to the outputs 10a, lla, 12a, 13 of each sample and hold circuit 10 to 13.
a is converted into a digital value by A/D converters 16 to 19, respectively.
A/D変換器は、極性つきのA/D変換器またはオフセ
ットバイナリA/D変換器を用い、正負の符号を保持し
てお(。後記の演算処理器20は、上記の極性つきのA
/D変換器のときは極性により、オフセットバイナリA
/D変換器のときは符号ビットの符号判断により象限決
定をする。The A/D converter uses a polarized A/D converter or an offset binary A/D converter, and maintains positive and negative signs (the arithmetic processor 20 described later uses the polarized A/D converter described above).
/D converter, depending on the polarity, offset binary A
In the case of a /D converter, the quadrant is determined by determining the sign of the sign bit.
A/D変換器16〜19の出力は、それぞれS +(t
N)、C+(t N)、 Sz(t )IL cz(
t N)となる。演算処理器20は、上記信号を入力し
、S+(tN)。The outputs of the A/D converters 16 to 19 are respectively S + (t
N), C+(t N), Sz(t)IL cz(
tN). The arithmetic processor 20 inputs the above signal and calculates S+(tN).
C+(tH)から入ツノ信号5l(t)のLN時点にお
ける位相角θ1(LH)およびS z(L H)、 C
z(t s)から入力信号5t(t)のLN時点におけ
る位相角θz(tn)を演算し、さらに〔θ、(乞、)
−02(LH)]を演算し信号5z(t)、s+(t)
の位相差(α1−α2)を検出することができる。The phase angle θ1 (LH) and S z (L H) of the horn signal 5l (t) input from C+ (tH) at the LN time point and S z (L H), C
The phase angle θz(tn) at the LN time point of the input signal 5t(t) is calculated from z(ts), and further [θ, (beggar,)
−02(LH)] and calculate the signals 5z(t), s+(t)
It is possible to detect the phase difference (α1-α2).
以上の説明は、2信号の位相差を求める場合であるが、
2信号以上の場合も、1信号を規準として各信号の位相
差を求めれば、全信号の位相関係を求めることができる
。The above explanation is for finding the phase difference between two signals, but
Even in the case of two or more signals, the phase relationship of all the signals can be determined by determining the phase difference between each signal using one signal as a reference.
変形実施例
(1)第1図に示す実施例では、2信号間の位相差測定
のために4個のA/D変換器を備えるようにしている。Modified Embodiment (1) In the embodiment shown in FIG. 1, four A/D converters are provided to measure the phase difference between two signals.
サンプリングは一周期中の1回だけサンプリングして、
周期ごとに位相差を測定する場合が実用上多い。この場
合、周波数が非常に高い場合を除き、最近はA/D変換
器の変換レートが高くなっているので、A/D変換器を
1個のみにして時分割動作とすることもできる。Sampling is performed only once in one cycle,
In practice, it is often the case that the phase difference is measured every cycle. In this case, unless the frequency is very high, the conversion rate of A/D converters has recently become high, so time-division operation can be performed using only one A/D converter.
(2)次に、実施例においては、信号間の位相差測定に
ついて説明したが、特別の場合は1信号についてもs+
(tN)、c+(ts)から時点1Nの位相角を求める
ことができる。この場合サンプリング時点1Nが規準に
なって、位相を決定できる。(2) Next, in the embodiment, measurement of the phase difference between signals was explained, but in special cases, s+
The phase angle at time 1N can be found from (tN) and c+(ts). In this case, the sampling time 1N serves as a reference and the phase can be determined.
なお、π/2遅延回路は、周知のとおり、低周波の場合
は演算増幅器により、高周波の場合は、格子型移相回路
で実現できる。Note that, as is well known, the π/2 delay circuit can be realized by an operational amplifier in the case of a low frequency, and by a lattice type phase shift circuit in the case of a high frequency.
以上、詳しく説明したように、本発明においては、複数
個の三角関数の特定の同一時点の位相角を演算し、各三
角関数の位相角の差を求めることによって波形としての
位相差を求めるものである。As explained in detail above, in the present invention, the phase angles of a plurality of trigonometric functions at the same specific point in time are calculated, and the phase difference as a waveform is determined by calculating the difference in phase angle of each trigonometric function. It is.
三角関数の位相角は、2πの周期の間の任意の点で求め
ることができるので2信号間の位相差も確定的に得られ
、従来方法のように2信号の位相差を位相比較器で求め
る場合の±πの不確定性がない。したがってその分、回
路構成が簡単である。Since the phase angle of a trigonometric function can be determined at any point during the period of 2π, the phase difference between two signals can also be obtained definitively. There is no uncertainty of ±π when calculating. Therefore, the circuit configuration is correspondingly simpler.
第1図は本発明の一実施例の回路ブロック図、第2図は
位相角測定の原理を説明する図である。
10〜13−・−サンプル・ホールド回路、14、 1
5− π/2遅延回路、
16〜19−A / D変換器、
20・−演算処理器、
101−サンプリングパルス、
102.103−人力信号。
第2図
手続主甫正書(自発)
昭和62年λ月≠日
特許庁長官 黒 11)1 明 雄 殿1、事件の
表示
昭和61年特許願第258125号
2、発明の名称
信号位相差検出方法
3、補正をする者
事件との関係 特許出願人
住 所 東京部品用区上大崎2丁目lO番45
号名 称 (117)株式会社光電製作所代表
者 伊藝良晶
4、代理人
住所 ■107
東京都港区赤坂1丁目1番17号 線用ビル806号(
置 582−0797 )
6、補正の対象
明細書の「発明の詳細な説明」の欄
補正の内容
+11 明細書第2頁第4行目
「ドツプラ効果を利用する」を
「位相差を検出する」と補正
(2)明細書第4頁第9行から第13行までを下記のと
おり補正する。
θ(tN)=tan−’S (ts)/ C(tM)
=Lan−’s in (wt、+cr)/cos
(wtN+α)このときθ(tN)はθ″〜+90″の
範囲で求まり、5(tN)と−C(Ls)の符号判定を
することにより全象限を決定することができる。
手続有11正書(自発)
昭和62年11月20日FIG. 1 is a circuit block diagram of an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a diagram illustrating the principle of phase angle measurement. 10-13--Sample/hold circuit, 14, 1
5 - π/2 delay circuit, 16 to 19 - A/D converter, 20 - arithmetic processor, 101 - sampling pulse, 102.103 - human input signal. Figure 2 Procedural author's letter (spontaneous) 1985 λ month ≠ Japan Patent Office Commissioner Kuro 11) 1 Akio Yu 1, Display of the incident 1986 Patent Application No. 258125 2, Name of the invention Signal phase difference detection Method 3: Relationship with the case of the person making the amendment Patent applicant address: 45, Kamiosaki 2-chome, Tokyo Parts Block
Name Name (117) Koden Seisakusho Co., Ltd. Representative Yoshiaki Igei 4, Agent Address ■107 Line Building 806, 1-1-17 Akasaka, Minato-ku, Tokyo (
582-0797) 6. Contents of the amendment in the "Detailed Description of the Invention" column of the specification to be amended +11 In the 4th line of page 2 of the specification, "Using the Doppler effect" was changed to "Detecting a phase difference" Amendment (2) Page 4, line 9 to line 13 of the specification shall be amended as follows. θ(tN)=tan-'S(ts)/C(tM)
=Lan-'s in (wt, +cr)/cos
(wtN+α) At this time, θ(tN) is found in the range θ″ to +90″, and all quadrants can be determined by checking the signs of 5(tN) and −C(Ls). 11th edition with formalities (voluntary) November 20, 1988
Claims (1)
2だけ遅延する手段と、前記入力三角関数信号およびそ
の遅延信号を、少なくとも1つの特定時点で同時にサン
プリングする手段と、前記サンプリング値をA/D変換
する手段と、各入力三角関数信号につき前記特定時点の
サンプリング値と、その遅延信号のサンプリング値との
比から、位相角を演算する手段と、算出された位相角か
ら各入力三角関数信号の位相差を検出する手段とを有す
ることを特徴とする三角関数信号の位相差検出方法。Each of multiple input trigonometric function signals with the same frequency is
means for simultaneously sampling the input trigonometric function signal and its delayed signal at at least one specific point in time; means for A/D converting the sampled value; It is characterized by comprising means for calculating a phase angle from the ratio of a sampled value at a time and a sampled value of a delayed signal thereof, and means for detecting a phase difference between each input trigonometric function signal from the calculated phase angle. A method for detecting the phase difference of trigonometric function signals.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP25812586A JPS63114306A (en) | 1986-10-31 | 1986-10-31 | Detecting method for signal phase difference |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP25812586A JPS63114306A (en) | 1986-10-31 | 1986-10-31 | Detecting method for signal phase difference |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS63114306A true JPS63114306A (en) | 1988-05-19 |
JPH0549122B2 JPH0549122B2 (en) | 1993-07-23 |
Family
ID=17315854
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP25812586A Granted JPS63114306A (en) | 1986-10-31 | 1986-10-31 | Detecting method for signal phase difference |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS63114306A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH05175737A (en) * | 1991-10-31 | 1993-07-13 | Nec Corp | Sample-and-hold type phase comparator circuit |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS58201081A (en) * | 1982-05-20 | 1983-11-22 | Mitsubishi Electric Corp | Automatic phase balancing system of radar receiver |
-
1986
- 1986-10-31 JP JP25812586A patent/JPS63114306A/en active Granted
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS58201081A (en) * | 1982-05-20 | 1983-11-22 | Mitsubishi Electric Corp | Automatic phase balancing system of radar receiver |
Cited By (1)
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---|---|---|---|---|
JPH05175737A (en) * | 1991-10-31 | 1993-07-13 | Nec Corp | Sample-and-hold type phase comparator circuit |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0549122B2 (en) | 1993-07-23 |
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