JPS63193603A - 同期復調器 - Google Patents

同期復調器

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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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JP
Japan
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converter
signal
demodulator
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demodulated
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Pending
Application number
JP62322624A
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English (en)
Inventor
ヴェルナー・シュレーダー
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Litef Litton Technische Werke Der Hellige GmbH
Original Assignee
Litef Litton Technische Werke Der Hellige GmbH
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Filing date
Publication date
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    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03DDEMODULATION OR TRANSFERENCE OF MODULATION FROM ONE CARRIER TO ANOTHER
    • H03D1/00Demodulation of amplitude-modulated oscillations
    • H03D1/22Homodyne or synchrodyne circuits
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01CMEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
    • G01C19/00Gyroscopes; Turn-sensitive devices using vibrating masses; Turn-sensitive devices without moving masses; Measuring angular rate using gyroscopic effects
    • G01C19/58Turn-sensitive devices without moving masses
    • G01C19/64Gyrometers using the Sagnac effect, i.e. rotation-induced shifts between counter-rotating electromagnetic beams
    • G01C19/72Gyrometers 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
    • G01C19/721Details
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03DDEMODULATION OR TRANSFERENCE OF MODULATION FROM ONE CARRIER TO ANOTHER
    • H03D1/00Demodulation of amplitude-modulated oscillations
    • H03D1/02Details
    • H03D1/06Modifications of demodulators to reduce distortion, e.g. by negative feedback

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  • Measurement Of Current Or Voltage (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。

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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
“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。
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。
−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。
−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。
−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。
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。
【図面の簡単な説明】
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。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. (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. (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. (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. (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。
JP62322624A 1986-12-19 1987-12-18 同期復調器 Pending JPS63193603A (ja)

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

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ID=8195658

Family Applications (1)

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JP62322624A Pending JPS63193603A (ja) 1986-12-19 1987-12-18 同期復調器

Country Status (7)

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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)

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IL84594A0 (en) 1988-04-29
EP0271601A1 (de) 1988-06-22
ES2024417B3 (es) 1992-03-01
EP0271601B1 (de) 1991-07-17
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CA1289203C (en) 1991-09-17
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US4833417A (en) 1989-05-23

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