JPS6337741A - デジタル・ヘテロダイン回路 - Google Patents
デジタル・ヘテロダイン回路Info
- Publication number
- JPS6337741A JPS6337741A JP62188679A JP18867987A JPS6337741A JP S6337741 A JPS6337741 A JP S6337741A JP 62188679 A JP62188679 A JP 62188679A JP 18867987 A JP18867987 A JP 18867987A JP S6337741 A JPS6337741 A JP S6337741A
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- JP
- Japan
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- digital
- cosine
- sine
- stage
- bit
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- Pending
Links
- 230000000295 complement effect Effects 0.000 description 5
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 238000000034 method Methods 0.000 description 5
- 238000003491 array Methods 0.000 description 4
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000010183 spectrum analysis Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03D—DEMODULATION OR TRANSFERENCE OF MODULATION FROM ONE CARRIER TO ANOTHER
- H03D7/00—Transference of modulation from one carrier to another, e.g. frequency-changing
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03D—DEMODULATION OR TRANSFERENCE OF MODULATION FROM ONE CARRIER TO ANOTHER
- H03D2200/00—Indexing scheme relating to details of demodulation or transference of modulation from one carrier to another covered by H03D
- H03D2200/0041—Functional aspects of demodulators
- H03D2200/0054—Digital filters
- H03D2200/0056—Digital filters including a digital decimation filter
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03D—DEMODULATION OR TRANSFERENCE OF MODULATION FROM ONE CARRIER TO ANOTHER
- H03D2200/00—Indexing scheme relating to details of demodulation or transference of modulation from one carrier to another covered by H03D
- H03D2200/0041—Functional aspects of demodulators
- H03D2200/0066—Mixing
- H03D2200/0072—Mixing by complex multiplication
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Complex Calculations (AREA)
- Digital Transmission Methods That Use Modulated Carrier Waves (AREA)
- Compression Or Coding Systems Of Tv Signals (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、所定周波数信号によりデータ入力信号をヘテ
ロダイン検波するデジタル・ヘテロゲイン回路に関する
。
ロダイン検波するデジタル・ヘテロゲイン回路に関する
。
ヘテロゲイン検波(処理)は、通信及び信号処理の多く
の分野で応用されている技術である0例えばスペクトラ
ム分析において、入力データをサンプルするのに用いる
狭帯域フィルタの周波数領域に広帯域信号の中心周波数
をシフトすることがしばしば必要となる。この機能を達
成するためには、デジタル・ヘテロゲイン回路が利用で
き、これはデータ入力信号をデジタル化し、この信号を
所定周波数のユーザ選択基準信号のサイン成分及びコサ
イン成分と掛算をする。
の分野で応用されている技術である0例えばスペクトラ
ム分析において、入力データをサンプルするのに用いる
狭帯域フィルタの周波数領域に広帯域信号の中心周波数
をシフトすることがしばしば必要となる。この機能を達
成するためには、デジタル・ヘテロゲイン回路が利用で
き、これはデータ入力信号をデジタル化し、この信号を
所定周波数のユーザ選択基準信号のサイン成分及びコサ
イン成分と掛算をする。
従来のデジタル・ヘテロゲイン回路の問題点は、各デー
タ・バイトをデジタルのサイン係数及びコサイン係数と
同時にデジタル的に掛算しなければならなかったことで
ある。デジタルの掛算には2つの過程があり、まず、ア
ンド・ゲート配列においてサイン係数及びコサイン係数
の1ビツトをデータ・バイトと結合し、次にこの積を前
段のゲート配列による前の積と加算した。データ・ハイ
ドの掛算を完了するには、サイン及びコサイン係数のビ
ットの数だけの過程を要した0例えば、m有効ビットの
場合、次のバイトを処理する前に、各データ入力バイト
を1度に1ビツトずつm回処理しなければならなかった
。これにより、特に高分解能が要求される場合、容認で
きない程、処理時間が遅かった。
タ・バイトをデジタルのサイン係数及びコサイン係数と
同時にデジタル的に掛算しなければならなかったことで
ある。デジタルの掛算には2つの過程があり、まず、ア
ンド・ゲート配列においてサイン係数及びコサイン係数
の1ビツトをデータ・バイトと結合し、次にこの積を前
段のゲート配列による前の積と加算した。データ・ハイ
ドの掛算を完了するには、サイン及びコサイン係数のビ
ットの数だけの過程を要した0例えば、m有効ビットの
場合、次のバイトを処理する前に、各データ入力バイト
を1度に1ビツトずつm回処理しなければならなかった
。これにより、特に高分解能が要求される場合、容認で
きない程、処理時間が遅かった。
したがって本発明の目的は、人力データ信号を所定周波
数信号とデジタル的にヘテロゲイン検波する速度を速く
したデジタル・ヘテロダイン回路の提供にある。
数信号とデジタル的にヘテロゲイン検波する速度を速く
したデジタル・ヘテロダイン回路の提供にある。
〔問題点を解決するための手段及び作用〕本発明のデジ
タル・ヘテロゲイン回路は、一連のデジタル化したデー
タ信号を供給するデータ人力線と、所定周波数で時間の
関数であるMビット・デジタル係数を発生するデジタル
・サイン及びコサイン係数(関数)発生器を具えている
0M段のデジタル掛算手段を設けて、デジタル化したデ
ータ信号をサイン及びコサイン係数発生器が発生した係
数と掛算する0時間遅延手段を関数発生器及びM段の掛
算手段の間に接続して、所定デジタル化データ信号が掛
算手段の各対応段に到達するのと同時に、各デジタル係
数の各ピントをかかる掛算手段の各対応段に供給する。
タル・ヘテロゲイン回路は、一連のデジタル化したデー
タ信号を供給するデータ人力線と、所定周波数で時間の
関数であるMビット・デジタル係数を発生するデジタル
・サイン及びコサイン係数(関数)発生器を具えている
0M段のデジタル掛算手段を設けて、デジタル化したデ
ータ信号をサイン及びコサイン係数発生器が発生した係
数と掛算する0時間遅延手段を関数発生器及びM段の掛
算手段の間に接続して、所定デジタル化データ信号が掛
算手段の各対応段に到達するのと同時に、各デジタル係
数の各ピントをかかる掛算手段の各対応段に供給する。
この回路は、パイプライン化されたヘテロゲイン回路と
なり、各時点毎にデータ・バイトが部分的掛算用の特定
段に入力し、前のデータ・バイトが流れに沿った次段で
処理されるように、データ人力バイトは順次処理される
。各データ・バイトは、ある段が次の段へと順次進むの
で、バイトがデータ人力線に最初に入力した時に発生し
たデジタル・サイン及びコサイン係数の付加ビットを遅
延手段である独特なシフト・レジスタで利用する。
なり、各時点毎にデータ・バイトが部分的掛算用の特定
段に入力し、前のデータ・バイトが流れに沿った次段で
処理されるように、データ人力バイトは順次処理される
。各データ・バイトは、ある段が次の段へと順次進むの
で、バイトがデータ人力線に最初に入力した時に発生し
たデジタル・サイン及びコサイン係数の付加ビットを遅
延手段である独特なシフト・レジスタで利用する。
これは、独特な3角シフト・レジスタにより可能となる
。ここでは、サイン及びコサイン関数発生器の各ビット
出力端を掛算手段の各対応段に接続するシフト・レジス
タの段数は、特定ビットの桁の等級としての段数と同し
である。よって、サイン及びコサイン関数発生器の最上
位ビット出力側は、1段のシフト・レジスタである。第
2最上位ビットは、2段のシック・レジスタとなり、以
下同様に、M段目のシフト・レジスタまで段数が増加し
、このM段目のシフト・レジスタはM番目のビットをM
番目の掛算段に供給する。この回路は、従来のデジタル
・ヘテロダイン回路よりも速度をM倍だけ速くする。な
お、Mはサイン及びコサイン関数発生器が発生した有効
ビット数である。出力は、ローパス・デシメション・フ
ィルタでろ波する。
。ここでは、サイン及びコサイン関数発生器の各ビット
出力端を掛算手段の各対応段に接続するシフト・レジス
タの段数は、特定ビットの桁の等級としての段数と同し
である。よって、サイン及びコサイン関数発生器の最上
位ビット出力側は、1段のシフト・レジスタである。第
2最上位ビットは、2段のシック・レジスタとなり、以
下同様に、M段目のシフト・レジスタまで段数が増加し
、このM段目のシフト・レジスタはM番目のビットをM
番目の掛算段に供給する。この回路は、従来のデジタル
・ヘテロダイン回路よりも速度をM倍だけ速くする。な
お、Mはサイン及びコサイン関数発生器が発生した有効
ビット数である。出力は、ローパス・デシメション・フ
ィルタでろ波する。
第1図は本発明の好適な一実施例のブロック図である。
デジタル・ヘテロゲイン回路(10)は、コサイン係数
(関数)発生器(12)及びサイン係数(関数)発生器
(14)を具えている。コサイン係数発生器(12)を
3角シフト・レジスタ(16)に接続し、サイン係数発
生器(14)を同様な3角シフト・レジスタ(18)に
接続する。11延手段である3角シフト・レジスタ(1
6)及び(18)の各々は、コサイン係数発生器(12
)及びサイン係数発生器(14)の夫々の各ピント出力
に対して、独立した1段又は複数段のシフト・レジスタ
を複数個具えている0例えば、コサイン係数発生器(1
2)の最上位ビン) (MSB)出力を1段のシフト・
レジスタ(20)に接続し、コサイン係数発生器(12
)の次の上位2ビツトを2段のシフト・レジスタ(22
)及び3段のシフト・レジスタ(23)に接続する。コ
サイン係数発生器(12)の最下位ビット(LSB)は
、M段のシフト・レジスタ(24)に接続する。サイン
係数発生器(14)及び3角シフト・レジスタ(18)
との接続とも、コサイン係数発生器(12)に関して上
述したのと同しである。
(関数)発生器(12)及びサイン係数(関数)発生器
(14)を具えている。コサイン係数発生器(12)を
3角シフト・レジスタ(16)に接続し、サイン係数発
生器(14)を同様な3角シフト・レジスタ(18)に
接続する。11延手段である3角シフト・レジスタ(1
6)及び(18)の各々は、コサイン係数発生器(12
)及びサイン係数発生器(14)の夫々の各ピント出力
に対して、独立した1段又は複数段のシフト・レジスタ
を複数個具えている0例えば、コサイン係数発生器(1
2)の最上位ビン) (MSB)出力を1段のシフト・
レジスタ(20)に接続し、コサイン係数発生器(12
)の次の上位2ビツトを2段のシフト・レジスタ(22
)及び3段のシフト・レジスタ(23)に接続する。コ
サイン係数発生器(12)の最下位ビット(LSB)は
、M段のシフト・レジスタ(24)に接続する。サイン
係数発生器(14)及び3角シフト・レジスタ(18)
との接続とも、コサイン係数発生器(12)に関して上
述したのと同しである。
すなわち、サイン係数発生器(14)の最上位ビット(
MSB)を1段のシフト・レジスタ(26)に接続する
。
MSB)を1段のシフト・レジスタ(26)に接続する
。
サイン係数発生h(14)の次の上位ビットを2段のシ
フト・レジスタ(28)に接続し、同様に更に次の上位
ビットを3段のシフト・レジスタ(30)に接続する。
フト・レジスタ(28)に接続し、同様に更に次の上位
ビットを3段のシフト・レジスタ(30)に接続する。
サイン係数発生器(14)の最下位ビット(LSB)は
、M段のシフト・レジスタ(32)に接続する。
、M段のシフト・レジスタ(32)に接続する。
デジタル化したデータ信号Diをデータ入力線(34)
に入力し、このデータ信号を第1掛算器(70)にて最
上位ビット・シフト・レジスタ(20)及び(26)の
出力と掛算する。第1掛3EH(70)のデータ信号を
現在のデータ入力として任意に選定すると、文字「C」
と付した現在のデジタル・コサイン及びサイン係数が3
角シフト・レジスタ(16)及び(18)に夫々ロード
されていることが判る。これは、新たなデータ入力信号
Diが第1掛算器(70)に供給される毎に生しる。シ
ステム・りayり(8号(図示せず)はデータ・バイト
を第1掛算器(70)にクロックするのと同時に、コサ
イン及びサイン係数発生器(12)及び(14)をイネ
ーブルして、シフト・レジスタ(16)及び(18)に
夫々ロードされる新たなMビットの係数を発生する。よ
って、所定時間間隔で、コサイン及びサイン係数発生器
(12)及ヒ(14)は、夫々角度ωtのサイン関数及
びコサイン関数であるデジタル係数をロードする。この
角度ωtは時間と共に変化するが、ωはユーザが選択し
た所定周波数である。
に入力し、このデータ信号を第1掛算器(70)にて最
上位ビット・シフト・レジスタ(20)及び(26)の
出力と掛算する。第1掛3EH(70)のデータ信号を
現在のデータ入力として任意に選定すると、文字「C」
と付した現在のデジタル・コサイン及びサイン係数が3
角シフト・レジスタ(16)及び(18)に夫々ロード
されていることが判る。これは、新たなデータ入力信号
Diが第1掛算器(70)に供給される毎に生しる。シ
ステム・りayり(8号(図示せず)はデータ・バイト
を第1掛算器(70)にクロックするのと同時に、コサ
イン及びサイン係数発生器(12)及び(14)をイネ
ーブルして、シフト・レジスタ(16)及び(18)に
夫々ロードされる新たなMビットの係数を発生する。よ
って、所定時間間隔で、コサイン及びサイン係数発生器
(12)及ヒ(14)は、夫々角度ωtのサイン関数及
びコサイン関数であるデジタル係数をロードする。この
角度ωtは時間と共に変化するが、ωはユーザが選択し
た所定周波数である。
第1掛算器(70)の後段である第2掛算器(72)で
は、前のデータ人力信号がC−1と付した前のコサイン
及びサイン係数により処理される。そして、M番目の掛
算段においては、第Ml)算器(76)がM番目の前の
データ入力信号をC−Mコサイン及びサイン係数により
夫々処理している。よって、データ入力信号が第1掛算
器(70)で「パイプライン」に入力するにつれて、こ
のデータ信号が第1掛算器(70)にクロックされる特
定時点にコサイン係数発生器(12)及びサイン係数発
生器(14)が夫々発生したコサイン係数及びサイン係
数のビットと、掛算器の各々においてデータ入力信号と
掛算をする。
は、前のデータ人力信号がC−1と付した前のコサイン
及びサイン係数により処理される。そして、M番目の掛
算段においては、第Ml)算器(76)がM番目の前の
データ入力信号をC−Mコサイン及びサイン係数により
夫々処理している。よって、データ入力信号が第1掛算
器(70)で「パイプライン」に入力するにつれて、こ
のデータ信号が第1掛算器(70)にクロックされる特
定時点にコサイン係数発生器(12)及びサイン係数発
生器(14)が夫々発生したコサイン係数及びサイン係
数のビットと、掛算器の各々においてデータ入力信号と
掛算をする。
同時に、以前に発生した異なるサイン及びコサイン係数
の異なるビットと他のデータ信号とを掛算する。この方
法において、データ入力信号が同じサイン及びコサイン
係数の1ビツトと部分的に掛算される毎に、このデータ
入力信号が掛算段の各々を進むにつれて、他のデータ信
号も、サイン及びコサイン係数の適切に発生されたビッ
トを用いた部分的掛算により同時に処理する。これは掛
算処理の速度をM倍だけ速くする。
の異なるビットと他のデータ信号とを掛算する。この方
法において、データ入力信号が同じサイン及びコサイン
係数の1ビツトと部分的に掛算される毎に、このデータ
入力信号が掛算段の各々を進むにつれて、他のデータ信
号も、サイン及びコサイン係数の適切に発生されたビッ
トを用いた部分的掛算により同時に処理する。これは掛
算処理の速度をM倍だけ速くする。
第2図は、第1図に示した第1掛算器のブロック図であ
る。第1掛算器(70)は、データ人力線(34)に接
続された入力レジスタ(36)を含んだデジタル掛算器
である。この人力レジスタ(3G)を2の補数発生器(
38)に接続する。この補数発生器は、入力レジスタ(
36)に蓄積された各データ・バイトの2の補数をアン
ド・ゲート配列(40)及び(42)に同時に供給する
。2の補数発生器(38)の出力のnピントを11の並
列アンド・ゲートに供給して、サイン及びコサイン係数
の最上位ビット(MS[l)と結合する。符合が正から
負に変化するデータ人力信号のワード長を適切に維持す
るため、各データ人力信号の2の補数をこの目的に対し
て用いる。
る。第1掛算器(70)は、データ人力線(34)に接
続された入力レジスタ(36)を含んだデジタル掛算器
である。この人力レジスタ(3G)を2の補数発生器(
38)に接続する。この補数発生器は、入力レジスタ(
36)に蓄積された各データ・バイトの2の補数をアン
ド・ゲート配列(40)及び(42)に同時に供給する
。2の補数発生器(38)の出力のnピントを11の並
列アンド・ゲートに供給して、サイン及びコサイン係数
の最上位ビット(MS[l)と結合する。符合が正から
負に変化するデータ人力信号のワード長を適切に維持す
るため、各データ人力信号の2の補数をこの目的に対し
て用いる。
アンド・ゲート配列(40)及び(42)の出力を夫々
加算H(44)及び(46)に供給し、コサイン及びサ
イン係数の最上位ビットと夫々掛算された入力データ信
号をnビットの接地信号と加算する。これら2つの数の
和を蓄積レジスタ(48)及び(50)に夫々蓄積する
。これらE 債した信号と共にデータ人力信号を次の掛
算段に供給する。
加算H(44)及び(46)に供給し、コサイン及びサ
イン係数の最上位ビットと夫々掛算された入力データ信
号をnビットの接地信号と加算する。これら2つの数の
和を蓄積レジスタ(48)及び(50)に夫々蓄積する
。これらE 債した信号と共にデータ人力信号を次の掛
算段に供給する。
次段以降の掛算段を第3図に示す、かかる掛算段の各々
では、前段の蓄積された出力を入力線により加算器(5
2)及び(54)に夫々供給する。コサイン及びサイン
係数発生器(12)及び(14)のに番目の上位ビット
をアンド・ゲート配列(56)及び(58)に夫々供給
する。このビットを、入力レジスタ(60)に保持され
た入力データ信号と結合する。加算器(53)及び(5
4)において、アンドゲート配列(56)及び(58)
の出力を前段の141された出力に加算し、その結果を
M積レジスタ(62)及び(64)に夫々蓄積する。
では、前段の蓄積された出力を入力線により加算器(5
2)及び(54)に夫々供給する。コサイン及びサイン
係数発生器(12)及び(14)のに番目の上位ビット
をアンド・ゲート配列(56)及び(58)に夫々供給
する。このビットを、入力レジスタ(60)に保持され
た入力データ信号と結合する。加算器(53)及び(5
4)において、アンドゲート配列(56)及び(58)
の出力を前段の141された出力に加算し、その結果を
M積レジスタ(62)及び(64)に夫々蓄積する。
再び第1図を参照する。最終(第M)掛算段(76)は
、デジタル化した入力信号Di とサイン及びコサイン
係数Si及びCi との積である蓄積レジスタの出力を
デシメション・ローパス・フィルタ(66)に供給して
、遷移ノイズを除去する。
、デジタル化した入力信号Di とサイン及びコサイン
係数Si及びCi との積である蓄積レジスタの出力を
デシメション・ローパス・フィルタ(66)に供給して
、遷移ノイズを除去する。
上述の如く本発明によれば、掛算手段を複数段とし、各
段に遅延手段を介してサイン及びコサイン係数の各ビッ
トを供給しているため、パイプライン構造となり、デジ
タル・ヘテロゲイン処理の速度を高速にしている。
段に遅延手段を介してサイン及びコサイン係数の各ビッ
トを供給しているため、パイプライン構造となり、デジ
タル・ヘテロゲイン処理の速度を高速にしている。
第1図は本発明の好適な実施例のブロック図、第2図は
第1図の第1掛算器のブロック図、第3図は第1図のに
番目の掛算器のブロック図である。 図において、(12)及び(14)は係数発生手段、(
16)及び(18)は遅延手段、(70)〜(76)は
掛算手段である。
第1図の第1掛算器のブロック図、第3図は第1図のに
番目の掛算器のブロック図である。 図において、(12)及び(14)は係数発生手段、(
16)及び(18)は遅延手段、(70)〜(76)は
掛算手段である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 所定時間間隔でMビットのサイン及びコサイン・デジタ
ル係数を発生する係数発生手段と、パイプライン接続さ
れ、デジタル・データ信号及び上記デジタル係数を掛算
するM段の掛算手段と、 該掛算手段の各段において上記デジタル・データ信号と
同時に到達するように上記デジタル係数の各ビットを夫
々遅延させる遅延手段とを具えたデジタル・ヘテロダイ
ン回路。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US06/890,192 US4791600A (en) | 1986-07-28 | 1986-07-28 | Digital pipelined heterodyne circuit |
US890192 | 1986-07-28 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6337741A true JPS6337741A (ja) | 1988-02-18 |
Family
ID=25396368
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP62188679A Pending JPS6337741A (ja) | 1986-07-28 | 1987-07-28 | デジタル・ヘテロダイン回路 |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4791600A (ja) |
EP (1) | EP0254844B1 (ja) |
JP (1) | JPS6337741A (ja) |
DE (1) | DE3766179D1 (ja) |
Families Citing this family (30)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5490173A (en) * | 1993-07-02 | 1996-02-06 | Ford Motor Company | Multi-stage digital RF translator |
US6256358B1 (en) | 1998-03-27 | 2001-07-03 | Visteon Global Technologies, Inc. | Digital signal processing architecture for multi-band radio receiver |
US6061551A (en) | 1998-10-21 | 2000-05-09 | Parkervision, Inc. | Method and system for down-converting electromagnetic signals |
US6694128B1 (en) | 1998-08-18 | 2004-02-17 | Parkervision, Inc. | Frequency synthesizer using universal frequency translation technology |
US7515896B1 (en) | 1998-10-21 | 2009-04-07 | Parkervision, Inc. | Method and system for down-converting an electromagnetic signal, and transforms for same, and aperture relationships |
US6813485B2 (en) | 1998-10-21 | 2004-11-02 | Parkervision, Inc. | Method and system for down-converting and up-converting an electromagnetic signal, and transforms for same |
US6061555A (en) | 1998-10-21 | 2000-05-09 | Parkervision, Inc. | Method and system for ensuring reception of a communications signal |
US6560301B1 (en) | 1998-10-21 | 2003-05-06 | Parkervision, Inc. | Integrated frequency translation and selectivity with a variety of filter embodiments |
US6370371B1 (en) | 1998-10-21 | 2002-04-09 | Parkervision, Inc. | Applications of universal frequency translation |
US7039372B1 (en) | 1998-10-21 | 2006-05-02 | Parkervision, Inc. | Method and system for frequency up-conversion with modulation embodiments |
US7236754B2 (en) | 1999-08-23 | 2007-06-26 | Parkervision, Inc. | Method and system for frequency up-conversion |
US6704558B1 (en) | 1999-01-22 | 2004-03-09 | Parkervision, Inc. | Image-reject down-converter and embodiments thereof, such as the family radio service |
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