JPS63193603A - 同期復調器 - Google Patents
同期復調器Info
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- JPS63193603A JPS63193603A JP62322624A JP32262487A JPS63193603A JP S63193603 A JPS63193603 A JP S63193603A JP 62322624 A JP62322624 A JP 62322624A JP 32262487 A JP32262487 A JP 32262487A JP S63193603 A JPS63193603 A JP S63193603A
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- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 title claims description 18
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 3
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 3
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 1
- 230000004304 visual acuity Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03D—DEMODULATION OR TRANSFERENCE OF MODULATION FROM ONE CARRIER TO ANOTHER
- H03D1/00—Demodulation of amplitude-modulated oscillations
- H03D1/22—Homodyne or synchrodyne circuits
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
- G01C19/00—Gyroscopes; Turn-sensitive devices using vibrating masses; Turn-sensitive devices without moving masses; Measuring angular rate using gyroscopic effects
- G01C19/58—Turn-sensitive devices without moving masses
- G01C19/64—Gyrometers using the Sagnac effect, i.e. rotation-induced shifts between counter-rotating electromagnetic beams
- G01C19/72—Gyrometers using the Sagnac effect, i.e. rotation-induced shifts between counter-rotating electromagnetic beams with counter-rotating light beams in a passive ring, e.g. fibre laser gyrometers
- G01C19/721—Details
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03D—DEMODULATION OR TRANSFERENCE OF MODULATION FROM ONE CARRIER TO ANOTHER
- H03D1/00—Demodulation of amplitude-modulated oscillations
- H03D1/02—Details
- H03D1/06—Modifications of demodulators to reduce distortion, e.g. by negative feedback
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
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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】
計装および制御エンジニアリングにおいて、測定信号、
たとえばより高い周波数の信号を、たとえば50ないし
70の大きなダイナミックレンジにわたり復調するため
の必要性が成る種の領域で生じる。このような大きなダ
イナミックレンジを有する測定信号の例として、いわゆ
る光フアイバジャイロが述べられ、その出力信号は1個
または2個以上の周波数構成要素の振幅に関して非常に
大きなダイナミックレンジにわたり、高精度でl1ll
l定されなければならない。
たとえばより高い周波数の信号を、たとえば50ないし
70の大きなダイナミックレンジにわたり復調するため
の必要性が成る種の領域で生じる。このような大きなダ
イナミックレンジを有する測定信号の例として、いわゆ
る光フアイバジャイロが述べられ、その出力信号は1個
または2個以上の周波数構成要素の振幅に関して非常に
大きなダイナミックレンジにわたり、高精度でl1ll
l定されなければならない。
既知の同期復調器および後続のアナログ/ディジタル変
換器(A/D変換器)に伴なう困難は、一方では従来の
復調器がもはや、比較的高い信号振幅では線形的に動作
しないという事実の、他方では、非常に低い信号では0
の安定度が適当ではないという事実の結果である。
換器(A/D変換器)に伴なう困難は、一方では従来の
復調器がもはや、比較的高い信号振幅では線形的に動作
しないという事実の、他方では、非常に低い信号では0
の安定度が適当ではないという事実の結果である。
この発明はこのように、非常に大きいダイナミックレン
ジ、高い直線性およびOの安定度により区別される、デ
ィジタル信号出力を有する同期復調器を作るという1」
的に基づく。
ジ、高い直線性およびOの安定度により区別される、デ
ィジタル信号出力を有する同期復調器を作るという1」
的に基づく。
この発明によるディジタル信号出力を有する同期復調器
は、実際の同期復調器およびA/D変換器とは別にアナ
ログ加算器を含み、それは実際の同期復調器に先立ち、
かつ一方で、それに、復調されるべき入力信号が、かつ
他方で、同じ周波数の制御およびリセット信号が与えら
れ、その信号は、ディジタルコントローラから、復調器
の出力信号が与えられる入力に与えられ、かつ復調され
るべき信号の周波数と同期してディジタル/アナログ変
換器(D/A変換器)を駆動し、かつD/A変換器の出
力振幅を変化させ、そのD/A変換器か、復調器の出力
信号が中間で0になるような態様でディスクリートなス
テップでアナログ加算器に接続される。
は、実際の同期復調器およびA/D変換器とは別にアナ
ログ加算器を含み、それは実際の同期復調器に先立ち、
かつ一方で、それに、復調されるべき入力信号が、かつ
他方で、同じ周波数の制御およびリセット信号が与えら
れ、その信号は、ディジタルコントローラから、復調器
の出力信号が与えられる入力に与えられ、かつ復調され
るべき信号の周波数と同期してディジタル/アナログ変
換器(D/A変換器)を駆動し、かつD/A変換器の出
力振幅を変化させ、そのD/A変換器か、復調器の出力
信号が中間で0になるような態様でディスクリートなス
テップでアナログ加算器に接続される。
ディジタルコントローラは好ましくはアナログ積分器を
含み、その人力は復調器の出力に接続され、その出力信
号はA/D変換器に給送され、かつプロセサをさらに含
み、ディンタル化された信号がそれに与えられ、かつそ
れは2進の値に対応するしきい値、LSBLきい値(L
SB−最下位ビット)をチェックし、かつ入力信号の振
幅か変化するとき、A/D変換器の入力信号をLSBス
イッチングしきい値以下に維持する狙いで、ステップご
とにプロセサ駆動のD/A変換器の出力振幅を再調整す
る。
含み、その人力は復調器の出力に接続され、その出力信
号はA/D変換器に給送され、かつプロセサをさらに含
み、ディンタル化された信号がそれに与えられ、かつそ
れは2進の値に対応するしきい値、LSBLきい値(L
SB−最下位ビット)をチェックし、かつ入力信号の振
幅か変化するとき、A/D変換器の入力信号をLSBス
イッチングしきい値以下に維持する狙いで、ステップご
とにプロセサ駆動のD/A変換器の出力振幅を再調整す
る。
この発明によるリセット原理は、以下の事実により所要
の高いダイナミックレンジを有する復調器のためにこれ
まで与えられた限界(高い信号振幅での不良直線性、お
よび低い信号での不十分な0の安定度)をバイパスする
、すなわち入力信号は、正しく同調された復調器か常に
Oのまわりで動作し、そのため予めかなり増幅された信
号か用いられ得て、かつ復調器の0の安定度がそのとき
、入力信号が直接に復調されなければならないときほど
精度全体に影響を与えないということをこの態様で達成
するために、変化する振幅に関して連続してモニタされ
、かつ“リセット“されるという事実による。
の高いダイナミックレンジを有する復調器のためにこれ
まで与えられた限界(高い信号振幅での不良直線性、お
よび低い信号での不十分な0の安定度)をバイパスする
、すなわち入力信号は、正しく同調された復調器か常に
Oのまわりで動作し、そのため予めかなり増幅された信
号か用いられ得て、かつ復調器の0の安定度がそのとき
、入力信号が直接に復調されなければならないときほど
精度全体に影響を与えないということをこの態様で達成
するために、変化する振幅に関して連続してモニタされ
、かつ“リセット“されるという事実による。
この発明の基本であるリセット原理は、たとえば開ルー
プ形状の光フアイバジャイロの場合に回転速度かコンピ
ュータの援助でかつ既知のアルゴリズムを用いて、連続
して計算され得るか、または位相変調の振幅がそれぞれ
制御され得るディジタル測定信号を与える。
プ形状の光フアイバジャイロの場合に回転速度かコンピ
ュータの援助でかつ既知のアルゴリズムを用いて、連続
して計算され得るか、または位相変調の振幅がそれぞれ
制御され得るディジタル測定信号を与える。
以下の文では、この発明および他の有利な詳細か、図面
に関連して例示の実施例において、より詳細に述べられ
る。
に関連して例示の実施例において、より詳細に述べられ
る。
第1図による回路では、一方では信号A、sin 2π
f、 tおよびディジタル/アナログ変換器(D/A
変換器)8から、可変的振幅Bおよび周波数fを有する
ほぼ断続的な交流方形信号が合計点1に、加算器2で合
計された後、かつ積分器5、アナログ/ディジタル変換
器(A/D変換器)6およびプロセサ7により形成され
る制御ループを介する同期復調器4で復調された後、周
波数fを有する(高)周波信号が合計点1で時間に関し
て(はぼ)0に平均されるような態様で与えられる。加
算器2と同期復調器4との間に置かれた帯域フィルタ3
は、周波数fに同調される。D/A変換器8に交流方形
信号を発生させる代わりに、極性切換回路9の援助で交
流信号を発生することもまた可能であり、その場合D/
A変換器が交流信号の振幅を与える。
f、 tおよびディジタル/アナログ変換器(D/A
変換器)8から、可変的振幅Bおよび周波数fを有する
ほぼ断続的な交流方形信号が合計点1に、加算器2で合
計された後、かつ積分器5、アナログ/ディジタル変換
器(A/D変換器)6およびプロセサ7により形成され
る制御ループを介する同期復調器4で復調された後、周
波数fを有する(高)周波信号が合計点1で時間に関し
て(はぼ)0に平均されるような態様で与えられる。加
算器2と同期復調器4との間に置かれた帯域フィルタ3
は、周波数fに同調される。D/A変換器8に交流方形
信号を発生させる代わりに、極性切換回路9の援助で交
流信号を発生することもまた可能であり、その場合D/
A変換器が交流信号の振幅を与える。
復調された信号A、5in2πf、 tからの電圧に
より中間で積分器5に与えられる電荷か、電圧Bによる
ディジタル化された電荷に等しくなるという効果を有す
る繰返しアルゴリズムにより、A/D変換器6の分解能
により決定される最小値へのリセットがステップごとに
行なわれる。
より中間で積分器5に与えられる電荷か、電圧Bによる
ディジタル化された電荷に等しくなるという効果を有す
る繰返しアルゴリズムにより、A/D変換器6の分解能
により決定される最小値へのリセットがステップごとに
行なわれる。
以下の文では、第2図に関連して回路の動作が説明され
る。
る。
周波数fおよび単にわずかに変動するほぼ一定の振幅A
の信号Aが、入力に存在するとしよう。
の信号Aが、入力に存在するとしよう。
示された例におけるD/A変換器8の分解能力に従って
、合E1点1での各節3の期間に、比較的大きい信号B
がこの信号に加算される。中間期間の間、D/A疫換器
8のスイッチングしきい値を越えす、かつこうしてB信
号が現われない。帯域フィルタの後、加算器2で合計さ
れた信号が復調器4で復調され、かつ区域C4およびC
2が(はぼ)等しい第3のラインに示された信号Cを生
じ、DC構成要素のみか、図示の例で示される。復調器
4の出力における信号Cは、積分器5に到達する。
、合E1点1での各節3の期間に、比較的大きい信号B
がこの信号に加算される。中間期間の間、D/A疫換器
8のスイッチングしきい値を越えす、かつこうしてB信
号が現われない。帯域フィルタの後、加算器2で合計さ
れた信号が復調器4で復調され、かつ区域C4およびC
2が(はぼ)等しい第3のラインに示された信号Cを生
じ、DC構成要素のみか、図示の例で示される。復調器
4の出力における信号Cは、積分器5に到達する。
信号Cに対応して、バイポーラ積分器5の出力に現われ
る信号りは入力信号Cの符号に従って各々の場合ランプ
形状の曲線を表示する。積分器の出 、力信号は、立
上りまたは立下りランプがいつ特定のしきい値を越える
かをプロセサ7が認識し得るように、A/D変換器6に
よりディジタル信号に変換される。もしA/D変換器6
のスイッチングしきい値を越えると、これは、プロセサ
7がA/D変換器6の出力における断続リセット信号の
符号に従って各々の場合1ビツトだけD/A変換器8の
振幅Bを増分させるかまたは減分させるための“信号”
を生じる。
る信号りは入力信号Cの符号に従って各々の場合ランプ
形状の曲線を表示する。積分器の出 、力信号は、立
上りまたは立下りランプがいつ特定のしきい値を越える
かをプロセサ7が認識し得るように、A/D変換器6に
よりディジタル信号に変換される。もしA/D変換器6
のスイッチングしきい値を越えると、これは、プロセサ
7がA/D変換器6の出力における断続リセット信号の
符号に従って各々の場合1ビツトだけD/A変換器8の
振幅Bを増分させるかまたは減分させるための“信号”
を生じる。
以下の表は、入力信号Aの振幅の二乗平均平方根値が0
.33mVである例に対する関係を例示する。D/A変
換器8およびA/D変換器6の分解能、すなわちLSB
値(LSB=最下位ビット)がそれぞれ、1mVである
と仮定される。以下の表は、第2図に関連する。
.33mVである例に対する関係を例示する。D/A変
換器8およびA/D変換器6の分解能、すなわちLSB
値(LSB=最下位ビット)がそれぞれ、1mVである
と仮定される。以下の表は、第2図に関連する。
表
仮定: D/A変換器8のLSB : 1mVA/D変
換器6のLSB:1mV クロック期間:T=1/f このように、i−ビットのD/A変換器8を仮定すると
、2 個の可能性または振幅が、信号Bの振幅の量
に対してバイポーラ動作を用いて得られる。すなイっち
、それは B = b x 2 ”■) であることを真に維持し、ここではb−D/A変換器の
LSB、たとえばLSB−1mVである。
換器6のLSB:1mV クロック期間:T=1/f このように、i−ビットのD/A変換器8を仮定すると
、2 個の可能性または振幅が、信号Bの振幅の量
に対してバイポーラ動作を用いて得られる。すなイっち
、それは B = b x 2 ”■) であることを真に維持し、ここではb−D/A変換器の
LSB、たとえばLSB−1mVである。
リセットするのに所要の(方形)期間の数は1秒あたり
f(振幅Oの方形期間を含む)に灼しいことがわかる。
f(振幅Oの方形期間を含む)に灼しいことがわかる。
もし入力信号が、たとえば10だけ立上るならば、積分
器5は、A/D変換器6にランプ信号りを与え、これは
成る状況のもとていくつかの期間にわたり立上るかもし
れない。A/D変換器6は訂正信号としてこの情報をプ
ロセサ7に通過させ、それは、D/A変換器8の分解能
力に対応するステップの数だけD/A変換器8を順に訂
正する。
器5は、A/D変換器6にランプ信号りを与え、これは
成る状況のもとていくつかの期間にわたり立上るかもし
れない。A/D変換器6は訂正信号としてこの情報をプ
ロセサ7に通過させ、それは、D/A変換器8の分解能
力に対応するステップの数だけD/A変換器8を順に訂
正する。
同時に、D/A変換器の出力信号Bは、人力振幅上の情
報を含む。データ出力に対する1つの可能性は、プロセ
ッサからD/A変換器8に与えられたディジタル値をパ
ルスとして直接出力することにある。回路はこうして、
電圧/周波数変換器の機能も果たす。
報を含む。データ出力に対する1つの可能性は、プロセ
ッサからD/A変換器8に与えられたディジタル値をパ
ルスとして直接出力することにある。回路はこうして、
電圧/周波数変換器の機能も果たす。
“高速“スイッチングを達成するために、もし可能であ
るならば、クロックサイクルにわたるA/D変換器の入
力振幅変化か大きいとき、D/A変換器の出力振幅変化
のステップサイズが適当に増加される。1つの可能性は
、ステップサイズを、ディジタル化されたA/D変換器
信号に等しくすることであり、ここではOv入力電圧が
ステップサイズ“O”を意味し、かつ正の(または負の
)入力電圧か正の(または負の)ステップサイズを意味
する。
るならば、クロックサイクルにわたるA/D変換器の入
力振幅変化か大きいとき、D/A変換器の出力振幅変化
のステップサイズが適当に増加される。1つの可能性は
、ステップサイズを、ディジタル化されたA/D変換器
信号に等しくすることであり、ここではOv入力電圧が
ステップサイズ“O”を意味し、かつ正の(または負の
)入力電圧か正の(または負の)ステップサイズを意味
する。
従来の同期復調器と比較すると、この発明はとりわけ、
以下の決定的利点を提供する、すなわち−中間で、復調
器が非常に小さい信号でのみ動作され、それゆえに直線
性の問題がなくなる。
以下の決定的利点を提供する、すなわち−中間で、復調
器が非常に小さい信号でのみ動作され、それゆえに直線
性の問題がなくなる。
−帯域フィルタ3および復調器4の利得安定度は、事実
上もはや重要ではない。
上もはや重要ではない。
−制御電子工学のこの発明による部分は、ディジタル設
計である。
計である。
−A/D変換復調器は、非常に大きなダイナミックレン
ジにより区別される。
ジにより区別される。
この発明によるディジタル信号出力を有する同期復調器
は、開ループ光フアイバジャイロに特に適する。
は、開ループ光フアイバジャイロに特に適する。
第1図は、ディジタル信号出力および高いダイナミック
レンジを含む、この発明による同期復調器の基本回路形
状を示す。 第2図は、第1図の復調器の動作を説明するための信号
図を示す。 図において、2はアナログ加算器、4は同期復調器、5
,6および7はディジタルコントローラ、8はD/A変
換器である。
レンジを含む、この発明による同期復調器の基本回路形
状を示す。 第2図は、第1図の復調器の動作を説明するための信号
図を示す。 図において、2はアナログ加算器、4は同期復調器、5
,6および7はディジタルコントローラ、8はD/A変
換器である。
Claims (4)
- (1)ディジタル信号出力を有する同期復調器であって
、 一方で、復調されるべき入力信号が、かつ他方で同じ周
波数の制御信号が与えられるアナログ加算器(2)と、 アナログ加算器(2)の出力に接続される同期復調器(
4)と、 その入力に復調器出力信号(C)が与えられ、かつそれ
が、復調されるべき信号(A)の周波数(f)と同期し
てD/A変換器(8)を駆動し、かつディスクリートな
ステップでD/A変換器(8)の出力振幅を、復調器出
力信号が中間で0になり、D/A変換器(8)の入力で
のディジタル値が、復調されるべき出力電圧の測定値で
あるような態様で変化させる、ディジタルコントローラ
(5,6,7)とを特徴とする、同期復調器。 - (2)その入力が復調器の出力に接続されるアナログ積
分器(5)と、 積分器(5)により給送されるアナログ/ディジタル変
換器(6)と、 A/D変換器(6)の出力に接続される信号プロセサ(
7)と、 復調されるべき周波数(f)と同期されるバイポーラ作
用のD/A変換器(8)とをディジタルコントローラが
含むことを特徴とする、特許請求の範囲第1項に記載の
同期復調器。 - (3)プロセサ(7)が、2進の値に対応するA/D変
換器(6)のしきい値をチェックし、かつ入力信号の振
幅が変化するとき、A/D出力信号を2進の値(LSB
値)のスイッチングしきい値以下に維持する狙いで、D
/A変換器(8)の出力振幅のステップごとの訂正を可
能にすることを特徴とする、特許請求の範囲第2項に記
載の同期復調器。 - (4)復調されるべき周波数に同調される帯域フィルタ
(3)が復調器(4)に先行することを特徴とする、特
許請求の範囲第1項に記載の同期復調器。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
EP86117743A EP0271601B1 (de) | 1986-12-19 | 1986-12-19 | Synchron-Demodulator mit digitaler Signalausgabe |
EP86117743.4 | 1986-12-19 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS63193603A true JPS63193603A (ja) | 1988-08-10 |
Family
ID=8195658
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP62322624A Pending JPS63193603A (ja) | 1986-12-19 | 1987-12-18 | 同期復調器 |
Country Status (7)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4833417A (ja) |
EP (1) | EP0271601B1 (ja) |
JP (1) | JPS63193603A (ja) |
CA (1) | CA1289203C (ja) |
DE (1) | DE3680342D1 (ja) |
ES (1) | ES2024417B3 (ja) |
IL (1) | IL84594A (ja) |
Families Citing this family (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6002481A (en) * | 1998-04-08 | 1999-12-14 | Honeywell, Inc. | Fiber optic gyro with noise dither circuit for enhancing A/D conversion resolution |
DE10107547A1 (de) * | 2001-02-17 | 2002-08-29 | Bosch Gmbh Robert | Verfahren und Vorrichtung zur Synchronmodulation mehrfach modulierter Signale |
US10273147B2 (en) | 2013-07-08 | 2019-04-30 | Motion Engine Inc. | MEMS components and method of wafer-level manufacturing thereof |
JP6339669B2 (ja) | 2013-07-08 | 2018-06-06 | モーション・エンジン・インコーポレーテッド | Memsデバイスおよび製造する方法 |
WO2015013828A1 (en) | 2013-08-02 | 2015-02-05 | Motion Engine Inc. | Mems motion sensor and method of manufacturing |
JP6590812B2 (ja) | 2014-01-09 | 2019-10-16 | モーション・エンジン・インコーポレーテッド | 集積memsシステム |
US20170030788A1 (en) | 2014-04-10 | 2017-02-02 | Motion Engine Inc. | Mems pressure sensor |
WO2015184531A1 (en) | 2014-06-02 | 2015-12-10 | Motion Engine Inc. | Multi-mass mems motion sensor |
CA3004760A1 (en) | 2014-12-09 | 2016-06-16 | Motion Engine Inc. | 3d mems magnetometer and associated methods |
US10407299B2 (en) | 2015-01-15 | 2019-09-10 | Motion Engine Inc. | 3D MEMS device with hermetic cavity |
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Family Cites Families (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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US4456376A (en) * | 1981-04-06 | 1984-06-26 | Lear Siegler, Inc. | Optical rate sensor |
DE3140110A1 (de) * | 1981-10-09 | 1983-04-28 | Licentia Patent-Verwaltungs-Gmbh, 6000 Frankfurt | "verfahren und anordnung zur messung absoluter drehungen" |
DE3233829A1 (de) * | 1982-09-11 | 1984-03-15 | Blaupunkt-Werke Gmbh, 3200 Hildesheim | Verfahren zur demodulation amplitudenmodilierter eingangssignale und schaltungsanordnung hierfuer |
FR2566133B1 (fr) * | 1984-06-14 | 1986-08-29 | Thomson Csf | Dispositif de mesure d'un dephasage non reciproque engendre dans un interferometre en anneau |
-
1986
- 1986-12-19 ES ES86117743T patent/ES2024417B3/es not_active Expired - Lifetime
- 1986-12-19 DE DE8686117743T patent/DE3680342D1/de not_active Expired - Fee Related
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1987
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