JP2009162662A - Frequency measuring device, frequency measuring method, frequency measuring program, and data structure - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、周波数測定装置、周波数測定方法、周波数測定プログラム、及びデータ構造に関する。 The present invention relates to a frequency measurement device, a frequency measurement method, a frequency measurement program, and a data structure.
この種の周波数測定装置として、例えば非特許文献1などが挙げられる。この非特許文献1の周波数測定装置の構成及び原理を、図23を参照して説明する。
An example of this type of frequency measurement device is Non-Patent
図23は、非特許文献1の周波数測定装置1000の構成を示すブロック図である。同図に示すように、周波数測定装置1000は、入力信号の特定周波数領域の信号成分の帯域制限を行うアンチエイリアスフィルタ1011と、帯域制限された入力信号のアナログデータをサンプリング周波数Fsに基づいてサンプリング信号としてデジタルデータに変換するA/D変換器1012と、サンプリング信号を高速フーリエ変換(以下、FFT)などによってスペクトラムを形成しこのスペクトラムの周波数を分析して周波数の測定を行う周波数分析手段1013とから構成される。
FIG. 23 is a block diagram illustrating a configuration of the
このような周波数測定装置1000において、アンチエイリアスフィルタ1011は、周波数がFs/2以上の信号成分を抑圧する(除去する)ためのものである。
In such a
このアンチエイリアスフィルタ1011により入力信号のうち周波数がFs/2以上の信号成分を抑圧するのは、以下の理由による。
すなわち、A/D変換器1012で入力信号のサンプリング処理を行った場合に、Fs/2以上の周波数成分を有する信号成分が含まれると、Fs/2以上の信号成分がFs/2の周波数を中心として折り返されてDC(ゼロ周波数)〜Fs/2の周波数領域に折り返し成分が生じ、この折り返し成分がDC〜Fs/2の周波数領域の信号成分に加わり、DC〜Fs/2の周波数領域の信号成分に関して正確な信号分別と測定ができなくなる。このため、予め、アンチエイリアスフィルタ1011により、Fs/2以上の信号成分を除去してDC〜Fs/2の信号成分だけを得るようにしている。
The reason why the
That is, when the input signal is sampled by the A /
この折り返し成分が生じる現象は、標本化定理(又は、Shannon―染谷のサンプリング定理)と呼ばれ、適用するサンプリング周波数Fsは、測定対象信号の最高周波数の2倍以上に設定することが要求される。また、測定可能な周波数はDC〜Fs/2に限定される。 The phenomenon in which this aliasing component occurs is called the sampling theorem (or Shannon-Someya's sampling theorem), and the applied sampling frequency Fs is required to be set to at least twice the maximum frequency of the signal to be measured. . The measurable frequency is limited to DC to Fs / 2.
また、周波数測定装置の別の例として、例えば特許文献1などが挙げられる。この周波数測定装置の構成を図25を参照して説明する。
Moreover, as another example of the frequency measurement device, for example,
図25は、特許文献1の周波数測定装置の構成を示すブロック図である。同図に示すように、周波数測定装置1100は、アナログ入力信号の直流成分からA/D変換器のサンプリング周波数Fsの1/2までの周波数L成分の信号を通過させるアンチエイリアスフィルタ(LPF_L)1111と、前記アンチエイリアスフィルタ(LPF_L)1111を通過した周波数L成分をサンプリングして周波数L成分のディジタルデータを出力するA/D変換器1112と、前記周波数L成分のディジタルデータを記憶する波形メモリ(L)1113と、を備えている。
FIG. 25 is a block diagram illustrating a configuration of the frequency measurement device disclosed in
さらに、周波数測定装置1100は、アナログ入力信号の直流成分からA/D変換器のサンプリング周波数Fsまでの周波数A成分の信号を通過させる低域通過型フィルタ(LPF_H)1121と、前記低域通過型フィルタ(LPF_H)1121を通過した周波数A成分を前記周波数L成分のサンプリングクロックと共通のサンプリングクロックによりサンプリングして周波数A成分のディジタルデータを出力するA/D変換器1122と、前記周波数A成分のディジタルデータを記憶する波形メモリ(H)1123と、を備えている。
Further, the
さらに、周波数測定装置1100は、波形メモリ(L)1113のディジタルデータから周波数L成分の折り返し成分を含まないスペクトラムデータを算出する周波数(L)算出手段1141と、前記波形メモリ(H)1123のディジタルデータから算出された折り返し成分を含む周波数H成分のスペクトラムデータから、前記算出された周波数L成分のスペクトラムデータをサンプリング周波数Fs/2を中心に対称に折り返して算出した折り返し成分を減算することにより周波数H成分の折り返し成分を含まないスペクトラムデータを算出する周波数(H)算出手段1142と、前記算出した周波数L成分の折り返し成分を含まないスペクトラムデータと前記周波数H成分の折り返し成分を含まないスペクトラムデータとを合成して周波数A成分の折り返し成分を含まないスペクトラムデータを生成する合成手段1143とを備えるものである。
Further, the
このような周波数測定装置1100では、入力信号のDC〜Fs/2までを通過させるアンチエイリアスフィルタ(LPF_L)1111により、折返し成分を含まない第1のスペクトラムデータを抽出する。
In such a
一方、DC〜Fsまでの信号成分を通過させる低域通過型フィルタ(LPF_H)1121により、折返し成分を含む第2のスペクトラムデータを抽出する。 On the other hand, the second spectrum data including the aliasing component is extracted by the low-pass filter (LPF_H) 1121 that passes the signal components from DC to Fs.
ここで、図26に示すように、第2の周波数算出手段1142[周波数(H)算出手段]において、第2のスペクトラムデータのうち、Fs/2〜Fs領域を切り出して第3のスペクトラムを得る。次に、第1のスペクトラムデータを周波数Fs/2を中心に対称に表した第4のスペクトラム(算出した折り返し成分)を得る。この第4のスペクトラムは、第3のスペクトラムの中の折り返し成分(点線)と同一の特性を有するものとなる。従って、第3のスペクトラムから第4のスペクトラムを対応する周波数毎に減算すると、その差分の差分スペクトラムは折り返し成分が除去された周波数H成分のスペクトラム成分となる。このようにして、DC〜Fs/2の信号成分によりFs/2〜Fsに生じる折返し成分の影響を除去する。 Here, as shown in FIG. 26, in the second frequency calculation means 1142 [frequency (H) calculation means], the Fs / 2 to Fs region is cut out from the second spectrum data to obtain the third spectrum. . Next, a fourth spectrum (calculated aliasing component) in which the first spectrum data is expressed symmetrically around the frequency Fs / 2 is obtained. This fourth spectrum has the same characteristics as the folded component (dotted line) in the third spectrum. Therefore, when the fourth spectrum is subtracted from the third spectrum for each corresponding frequency, the difference spectrum of the difference becomes the spectrum component of the frequency H component from which the aliasing component is removed. In this way, the influence of the aliasing component generated in Fs / 2 to Fs by the signal component of DC to Fs / 2 is removed.
さらに、周波数スペクトラムの表示方式として、例えば特許文献2などが挙げられる。
特許文献2の一の形態では、入力信号(無線周波数信号RF)を2つに分配する抵抗分配器、無線周波数信号RFを中間周波数に変換する2つのミクサ、ローカル信号を供給する2つのローカル信号発生回路、2つのローパスフィルタ、2つのアナログ−デジタル変換回路、デジタルデータを時間−レベル値のデータから周波数−レベル値のデータに変換する2つの高速フーリエ変換回路などの2つの周波数測定回路を準備し、表示処理回路により、ローカル信号の周波数をf1として得られた前記周波数−レベル値のデータと、ローカル信号の周波数をf1+Δfとして得られた周波数−レベル値のデータとにおける同一の周波数でのレベル値を比較し、小さいレベル値を前記周波数におけるレベル値として周波数スペクトラム表示する。これにより、帯域外に存在する干渉信号を除去し、特定の帯域幅のスペクトラム表示を可能とする。
例えば、(特許文献2の図6に記載の)周波数f1による第1スペクトラムと、(特許文献2の図7に記載の)周波数f1+Δfによる第2スペクトラムとを比較する場合、第1スペクトラムの周波数f4´では特定レベル値で、第2スペクトラムの周波数に対応する周波数のレベル値は0であるため、小さい方のレベル値0を選択する。同様にして、f5´、f4´´、f5´´の周波数では、小さい方のレベル値0が選択される。このためスペクトラム表示では、f4´、f5´、f4´´、f5´´の周波数成分が除去される。
このような特許文献2の一の形態では、表示可能な帯域は、(特許文献2の図8に記載の通り)fs/2までとなっている。
Further, as a frequency spectrum display method, for example,
In one form of
For example, when comparing the first spectrum with the frequency f1 (described in FIG. 6 of Patent Document 2) and the second spectrum with the frequency f1 + Δf (described in FIG. 7 of Patent Document 2), the frequency f4 of the first spectrum. 'Is a specific level value, and the level value of the frequency corresponding to the frequency of the second spectrum is 0, so the
In such a form of
また、特許文献2の他の形態では、第1回目の観測の際にはローカル信号周波数をf1とし、また第2回目の観測の際にはローカル信号周波数をf1+Δf(0<Δf<fs/4、fs:ADのサンプリング周波数)としてそれぞれ処理することで、第1、第2の周波数−レベル値のデータを得る。
そして、Δfの上記の範囲において、ローカル信号周波数を3段階以上変えて、3つ以上の周波数−レベル値のデータを得る構成としても良く、ローカル信号周波数を△f変化させて得られる周波数−レベル値の周波数範囲の最大1/2fs−Δfを、ローカル信号周波数を連続的にN回変化させることにより広げて行くことで、帯域幅として最大Δf×(N−3)+1/2fsまでの周波数−レベル値を得ることができる。ここで、Nはアナログ−デジタル変換の回数である。
In another form of
In the above range of Δf, the local signal frequency may be changed by three or more stages to obtain data of three or more frequency-level values, and the frequency-level obtained by changing the local signal frequency by Δf. The maximum frequency range of 1/2 fs−Δf is expanded by continuously changing the local signal frequency N times, so that the frequency up to the maximum Δf × (N−3) +1/2 fs− A level value can be obtained. Here, N is the number of analog-digital conversions.
また、信号周波数の検出手法として、例えば特許文献3などが挙げられる。
特許文献3では、先ず、周波数が未知である信号をサンプリング周波数fsでサンプリングしたサンプルデータ列をサンプル点数nでFFT演算し、信号周波数が存在する周波数帯域A(k・fs/n±fs/2n;k=0〜n)を検出する。
次に、上記サンプルデータ列をデシメーションレートDで再サンプルし、この再サンプルデータ列をサンプル点数mでFFT演算し、周波数0〜fs/2Dの領域で検出したピーク周波数fpを非反転スペクトルとして写像する周波数(q・fs/D+fp;q=0,1,2,・・・)および反転スペクトルとして写像する周波数(q・fs/D−fp)を上記周波数帯域Aの範囲内で割り出す。
そして、上記サンプルデータ列を所定の割合で間引きして信号周波数を上方にシフトし、これを上記デシメーションレートDで再サンプルし、この再サンプルデータ列を前記サンプル点数mでFFT演算し、周波数0〜fs/2Dの領域で検出したピーク周波数fp′がfpよりも上方にシフトした場合には周波数(q・fs/D+fp)を信号周波数と判定し、前記ピーク周波数fp’がfp以下にシフトした場合には周波数(q・fs/D−fp)を信号周波数と判定する。
In
Next, the sample data string is resampled at the decimation rate D, the resampled data string is subjected to an FFT operation with the number of sample points m, and the peak frequency fp detected in the
Then, the sample data sequence is thinned out at a predetermined rate to shift the signal frequency upward, and this is resampled at the decimation rate D, and this resampled data sequence is subjected to an FFT operation with the sample point m, and the
しかしながら、非特許文献1の周波数測定装置においては、次のような不具合がある。
However, the frequency measurement device of Non-Patent
すなわち、周波数測定装置1000において、より広帯域かつ高周波数の信号周波数を測定する方法として、サンプリング速度が高速なA/D変換器を適用することが考えられるが、A/D変換のサンプリング速度には限界があるとともに、一般に、A/D変換器の価格はサンプリング周波数に依存し、実現には高価なA/D変換器が必要となってしまう。
That is, in the
また、FFTにより算出される信号の測定周波数分解能は、FFTポイント数をNとすると下記(1)式で表される。
周波数分解能=N/Fs・・・・・・(1)
この式(1)では、サンプリング周波数の増加にともない周波数分解能が劣化することが示されている。すなわち、より高速なA/D変換器を適用した環境下では、同様の周波数分解能を得るには、FFTのポイント数を増加させる必要がある。このFFTポイント数は、下記(2)式にて規定されている。
FFT計算量=Nlog2N・・・・・・(2)
この式(2)に示される通り、より高速なA/D変換器を適用して周波数分解能を上げ、FFTのポイント数を増加させると、FFT計算量が増加し、実現には更に高速な信号処理デバイスが必要となってしまう。
The measurement frequency resolution of the signal calculated by FFT is expressed by the following equation (1) where N is the number of FFT points.
Frequency resolution = N / Fs (1)
This equation (1) shows that the frequency resolution deteriorates as the sampling frequency increases. That is, in an environment where a higher-speed A / D converter is applied, it is necessary to increase the number of FFT points in order to obtain the same frequency resolution. The number of FFT points is defined by the following equation (2).
FFT calculation amount = Nlog 2 N (2)
As shown in this equation (2), applying a higher-speed A / D converter to increase the frequency resolution and increasing the number of FFT points increases the amount of FFT calculations, and a faster signal for realization. A processing device is required.
さらに、アンチエイリアスフィルタ1011の特性として、DC〜Fs/2のみを通過帯域とする特性の実現が要求されるが、図23の特性に示されるとおり、理想的な矩形特性を有するフィルタの実現は困難であり、実際に測定可能な周波数範囲は、Fs/2以下となっていた。
Further, as the characteristics of the
このように、非特許文献1の周波数測定装置1000では、測定可能な周波数範囲はサンプリング周波数Fsに対しDC〜Fs/2に限定され、これを超える周波数の信号を広範に測定することが困難である、という不具合があった。
また、測定可能な周波数範囲の拡大には、高価な高速A/D変換器と、高速の信号処理デバイスの利用が必要である、という不具合があった。
As described above, in the
Further, in order to expand the measurable frequency range, there is a problem that it is necessary to use an expensive high-speed A / D converter and a high-speed signal processing device.
さらに、特許文献1の周波数測定装置1100において、入力信号がFs/2〜Fsの周波数領域に存在した場合には、前述したのとは逆に、スペクトラムがFs/2〜Fsに存在し、折り返し成分のスペクトラムがDC〜Fs/2に生じてしまう。このため、特許文献1の周波数測定装置1100では、DC〜Fs/2に生じる折返し成分信号の影響を除去することができず、入力信号がFs/2〜Fsの周波数領域にある場合には、正確な周波数成分の測定ができないという不具合がある。
Further, in the
また、特許文献1の周波数測定装置1100では、Fs/2を超える帯域に入力信号が存在した場合、正確な周波数測定が困難である、という不具合があった。
またさらに、特性の異なる2つのフィルタを必要とするとともに、スペクトラムの反転等の複雑な処理アルゴリズムの適用が要求されていた。
In addition, the
Furthermore, two filters having different characteristics are required, and a complicated processing algorithm such as spectrum inversion is required to be applied.
さらに、特許文献2の一の形態では、表示可能周波数がFs/2であるため、Fs/2を超える帯域に入力信号が存在した場合、干渉信号として除去されるため、正確な周波数測定が困難である、という不具合があった。
また、特許文献2の他の形態では、通常固定されているΔfを変更することで、(1/2)fs以上の周波数の測定を可能としているが、そのためには、Δfをその都度変更する必要があり、かつ、周波数測定を何度も繰り返し実施する必要がある。また、これにより、計算量が増加し、測定速度の低下が発生し、例えば信号が短時間のみに存在する場合、その信号の検出が困難となる、という不具合があった。
Furthermore, in one form of
Further, in another form of
また、特許文献3では、非反転スペクトラムを得るために写像fpをfp´に変更し、その都度、周波数解析(FFT)処理を実施する必要がある。加えて、特許文献3では、最終的に周波数判定のためには、デシメーション処理をさらに実施する必要がある。この処理は、デシメーションレートでの再サンプルを行うものであって、デシメーションを行うためのフィルタ処理と、特定の間引き率によるダウンサンプリング処理との組み合わせにより実現される。従って、所要の周波数解析結果を得るには、長い処理時間を有し、また、短時間で変化又は出現するような信号を正確に検出することは困難である、という不具合があった。
Further, in
本発明は、上記した技術の不具合を解決することを課題としてなされたものであって、その目的とするところは、高価な高速A/D変換器や高速の信号処理デバイスを要さずに、広範囲に入力信号の周波数の測定を可能とし、信号が短時間のみに存在する場合でも信号の検出が可能な周波数測定装置、周波数測定方法、周波数測定用プログラム、及びデータ構造を提供することにある。 The present invention has been made to solve the problems of the above-described technology, and the object thereof is to eliminate the need for an expensive high-speed A / D converter and a high-speed signal processing device. To provide a frequency measurement device, a frequency measurement method, a frequency measurement program, and a data structure that can measure the frequency of an input signal over a wide range and can detect a signal even when the signal exists only in a short time. .
上記目的を達成するため、本発明の周波数測定装置は、入力信号をサンプリング周波数Fsに基づいてサンプリングし、このサンプリングされたサンプリング信号の(1/2)Fsを中心とする折り返し成分を含む信号スペクトラムに基づいて前記入力信号の周波数を測定する周波数測定装置であって、前記入力信号を分岐した第1の分岐信号及び第2の分岐信号のうち、前記第2の分岐信号の周波数を、Fs/4又は(3/4)Fs周波数分だけ偏移した偏移周波数に変換する制御を行う第1の周波数変換制御手段と、前記第1の分岐信号及び前記第2の分岐信号を各々サンプリングし、前記第1、第2の各分岐信号の各々の折り返し成分を含む各サンプリング信号の各信号スペクトラムの周波数を各々検出する検出手段と、前記入力信号の周波数が、周波数領域をFs/4周波数毎に分割した各周波数分割領域のうちいずれか一つの領域にあるときに、前記折り返し成分を含む前記各信号スペクトラムが出現する前記各周波数分割領域の組み合わせを示す出現パターン情報を前記入力信号の各周波数に応じて格納した出現パターン情報格納手段と、前記検出手段にて検出された前記各信号スペクトラムの検出出現パターンに基づいて、前記出現パターン情報格納手段の出現パターン情報を参照して前記検出出現パターンに対応する前記入力信号の前記周波数分割領域を判定し、測定周波数として出力する制御を行う第1の周波数判定制御手段と、を含むことを特徴としている。 In order to achieve the above object, the frequency measuring apparatus of the present invention samples an input signal based on the sampling frequency Fs, and includes a signal spectrum including a aliasing component centered on (1/2) Fs of the sampled sampling signal. The frequency measurement device measures the frequency of the input signal based on the first branch signal and the second branch signal of the first branch signal and the second branch signal branching the input signal, and calculates the frequency of the second branch signal as Fs / 4 or (3/4) first frequency conversion control means for performing control for conversion to a shifted frequency shifted by Fs frequency, and sampling each of the first branch signal and the second branch signal, Detecting means for detecting the frequency of each signal spectrum of each sampling signal including the aliasing component of each of the first and second branch signals; and the input signal When the frequency is in any one of the frequency division regions obtained by dividing the frequency region into Fs / 4 frequencies, the combination of the frequency division regions in which the signal spectrums including the aliasing components appear On the basis of the detected appearance pattern of each signal spectrum detected by the detection means, and the appearance pattern information storage means for storing the appearance pattern information to be shown according to each frequency of the input signal. First frequency determination control means for performing control for determining the frequency division region of the input signal corresponding to the detected appearance pattern with reference to the appearance pattern information and outputting it as a measurement frequency .
本発明の周波数測定方法は、入力信号をサンプリング周波数に基づいてサンプリングし、このサンプリングされたサンプリング信号の折り返し成分を含む信号スペクトラムに基づいて前記入力信号の周波数を測定する周波数測定方法であって、前記入力信号を複数に分岐した各分岐信号のうち、一の前記分岐信号以外の他の各前記分岐信号の各々の周波数を、それぞれ異なる周波数分偏移した各偏移周波数に各々変換する制御を行う第1の周波数変換制御ステップと、前記入力信号の周波数の前記一の分岐信号及び前記偏移周波数の前記他の各分岐信号を各々サンプリングし、前記各分岐信号の折り返し成分を含む各サンプリング信号の各信号スペクトラムの周波数を各々検出する検出ステップと、前記入力信号の周波数が、周波数領域を複数に分割した各周波数分割領域のうちいずれか一つの領域にあるときに、前記折り返し成分を含む前記各信号スペクトラムが出現する前記各周波数分割領域の組み合わせを示す出現パターン情報と、前記検出ステップにて検出された前記各信号スペクトラムの検出出現パターンとに基づいて、前記入力信号の前記周波数分割領域を判定し、測定周波数として出力する制御を行う第1の周波数判定制御ステップとを含むことを特徴としている。 The frequency measurement method of the present invention is a frequency measurement method for sampling an input signal based on a sampling frequency and measuring the frequency of the input signal based on a signal spectrum including a folded component of the sampled sampling signal, Control that converts the frequency of each of the other branch signals other than one of the branch signals into a plurality of branched frequencies obtained by branching the input signal into a plurality of different shifted frequencies. A first frequency conversion control step to be performed; and each sampling signal that samples the one branch signal of the frequency of the input signal and each of the other branch signals of the deviation frequency, and includes a folding component of each branch signal A detection step for detecting the frequency of each signal spectrum, and the frequency of the input signal overlaps the frequency domain. In the detection step, the appearance pattern information indicating the combination of the frequency division regions where the signal spectrum including the aliasing component appears when the frequency spectrum is in any one of the frequency division regions divided into And a first frequency determination control step for performing control to determine the frequency division region of the input signal based on the detected detection pattern of each signal spectrum and output as a measurement frequency. Yes.
本発明の周波数測定プログラムは、入力信号をサンプリング周波数に基づいてサンプリングし、このサンプリングされたサンプリング信号の折り返し成分を含む信号スペクトラムに基づいて前記入力信号の周波数を測定する処理をコンピュータに実行させる周波数測定プログラムであって、前記入力信号を複数に分岐した各分岐信号のうち、一の前記分岐信号以外の他の前記各分岐信号の各々の周波数を、それぞれ異なる周波数分偏移した各偏移周波数に各々変換する制御を行う第1の周波数変換制御機能と、前記入力信号の周波数の前記一の分岐信号及び前記偏移周波数の前記他の各分岐信号を各々サンプリングし、各前記分岐信号の折り返し成分を含む各サンプリング信号の各信号スペクトラムの周波数を各々検出する制御を行う検出制御機能と、前記入力信号の周波数が、周波数領域を複数に分割した各周波数分割領域のうちいずれか一つの領域にあるときに、前記折り返し成分を含む各前記信号スペクトラムが出現する前記各周波数分割領域の組み合わせを示す出現パターン情報と、前記検出機能にて検出された各前記信号スペクトラムの検出出現パターンとに基づいて、前記入力信号の前記周波数分割領域を判定し、測定周波数として出力する制御を行う第1の周波数判定制御機能と、を含む機能をコンピュータに実行させることを特徴としている。 The frequency measurement program of the present invention samples an input signal based on a sampling frequency, and causes a computer to execute a process of measuring the frequency of the input signal based on a signal spectrum including a folded component of the sampled sampling signal. Each of the shift frequencies obtained by shifting the frequency of each of the branch signals other than the one of the branch signals by a different frequency among the branch signals obtained by branching the input signal into a plurality of branches. A first frequency conversion control function for performing control for conversion to each of the first and second branch signals having the frequency of the input signal and the other branch signals having the deviation frequency, respectively, and folding the branch signals. Detection system that performs control to detect each frequency of each signal spectrum of each sampling signal including components Each frequency division region in which each signal spectrum including the aliasing component appears when the function and the frequency of the input signal are in any one of the frequency division regions obtained by dividing the frequency region into a plurality of frequency regions Control is performed to determine the frequency division region of the input signal and output it as a measurement frequency based on the appearance pattern information indicating the combination of and the detected appearance pattern of each signal spectrum detected by the detection function The computer is configured to execute a function including a first frequency determination control function.
本発明のデータ構造は、入力信号をサンプリング周波数に基づいてサンプリングし、このサンプリングされたサンプリング信号の折り返し成分を含む信号スペクトラムに基づいて前記入力信号の周波数を測定する処理をコンピュータが行うのに用いられるデータ構造であって、前記入力信号の周波数が、周波数領域を複数に分割した各周波数分割領域のうちいずれか一つの領域にあるときに、前記折り返し成分を含む各前記信号スペクトラムが出現する各前記周波数分割領域の組み合わせを示す出現パターン情報を前記入力信号の各周波数に応じて格納した第1構造を有し、前記第1構造は、コンピュータが、前記入力信号を複数に分岐した各分岐信号のうち、一の前記分岐信号以外の他の前記各分岐信号の各々の周波数を、それぞれ異なる周波数分偏移した各偏移周波数に各々変換する制御をし、前記入力信号の周波数の前記一の分岐信号及び前記偏移周波数の前記他の各分岐信号を各々サンプリングし、前記各分岐信号の折り返し成分を含む各サンプリング信号の各信号スペクトラムの周波数を各々検出する制御をし、その検出された前記各信号スペクトラムの検出出現パターンと、出現パターン情報とに基づいて、前記入力信号の前記周波数分割領域を判定し、測定周波数として出力する制御を行う処理に利用されることを特徴としている。 The data structure of the present invention is used for a computer to perform a process of sampling an input signal based on a sampling frequency and measuring the frequency of the input signal based on a signal spectrum including a folded component of the sampled sampling signal. Each of the signal spectrums including the aliasing component appears when the frequency of the input signal is in any one of the frequency division regions obtained by dividing the frequency region into a plurality of frequency regions. A first structure in which appearance pattern information indicating a combination of the frequency division regions is stored in accordance with each frequency of the input signal, and the first structure is a branch signal in which the computer branches the input signal into a plurality of signals. Each of the other branch signals other than the one branch signal has a different frequency. Control each conversion to each shifted frequency shifted by wave number, sample each of the one branch signal of the frequency of the input signal and each of the other branch signals of the shift frequency, Control is performed to detect the frequency of each signal spectrum of each sampling signal including the aliasing component, and based on the detected appearance pattern of each detected signal spectrum and the appearance pattern information, the frequency division of the input signal It is characterized in that it is used for processing for determining a region and performing control to output it as a measurement frequency.
本発明によれば、サンプリングによる信号の折り返し特性を用い、入力信号を周波数偏移させた信号と通常の入力信号の信号スペクトラムによる出現パターン情報により入力信号の周波数領域を判定することで、高価な高速A/D変換器や高速の信号処理デバイスを要さずに、広範囲に入力信号の周波数の測定が可能となり、しかも出現パターンを参照することで判定できる簡易な手法での信号周波数測定を可能としているので、測定速度が向上し、例えば信号が短時間のみに存在する場合であっても、その信号の検出を行うことが可能となる関連技術にない優れた周波数測定装置、周波数測定方法、周波数測定プログラム、及びデータ構造を提供できる。 According to the present invention, the frequency domain of the input signal is determined by using the aliasing characteristics of the signal by sampling and determining the frequency domain of the input signal from the appearance pattern information based on the signal spectrum of the input signal and the signal spectrum of the normal input signal. Without the need for a high-speed A / D converter or high-speed signal processing device, it is possible to measure the frequency of the input signal over a wide range, and to measure the signal frequency using a simple method that can be determined by referring to the appearance pattern. Therefore, the measurement speed is improved, for example, even when the signal is present only for a short time, even if the signal can be detected, the superior frequency measurement device, the frequency measurement method, which is not available in the related technology, A frequency measurement program and a data structure can be provided.
〔周波数測定装置の基本的構成〕
先ず、本発明の周波数測定装置の基本的構成について説明する。周波数測定装置(例えば図1に示す符号1など)は、入力信号をサンプリング周波数Fsに基づいてサンプリングし、このサンプリングされたサンプリング信号の(1/2)Fsを中心とする折り返し成分を含む信号スペクトラムに基づいて前記入力信号の周波数を測定するものを対象とするものである。
[Basic configuration of frequency measuring device]
First, the basic configuration of the frequency measurement device of the present invention will be described. A frequency measuring device (for example,
この周波数測定装置は、前記入力信号を分岐した第1の分岐信号及び第2の分岐信号のうち、前記第2の分岐信号の周波数を、Fs/4又は(3/4)Fs周波数分だけ偏移した偏移周波数に変換する制御を行う第1の周波数変換制御手段(例えば図1に示す符号23、21からなる構成など)を含んで構成される。
The frequency measuring device deviates the frequency of the second branch signal out of the first branch signal and the second branch signal branched from the input signal by Fs / 4 or (3/4) Fs frequency. The first frequency conversion control means (for example, the configuration including the
さらに、周波数測定装置は、前記第1の分岐信号及び前記第2の分岐信号を各々サンプリングし、前記第1、第2の各分岐信号の各々の折り返し成分を含む各サンプリング信号の各信号スペクトラムの周波数を各々検出する検出手段(例えば図1に示す符号12、符号13、符号22、符号32、符号33からなる構成など)を含んで構成される。
Further, the frequency measuring device samples each of the first branch signal and the second branch signal, and each signal spectrum of each sampling signal including a folding component of each of the first and second branch signals. The detection means (for example, the structure which consists of the code |
また、周波数測定装置は、前記入力信号の周波数が、周波数領域をFs/4周波数毎に分割した各周波数分割領域のうちいずれか一つの領域にあるときに、前記折り返し成分を含む前記各信号スペクトラムが出現する前記各周波数分割領域の組み合わせを示す出現パターン情報を前記入力信号の各周波数に応じて格納した出現パターン情報格納手段(例えば図1に示す符号14aなど)を含んで構成される。
Further, the frequency measurement device may include the signal spectrum including the aliasing component when the frequency of the input signal is in any one of the frequency division regions obtained by dividing the frequency region for each Fs / 4 frequency. Appearance pattern information storage means (for example,
さらにまた、周波数測定装置は、前記検出手段にて検出された前記各信号スペクトラムの検出出現パターンに基づいて、前記出現パターン情報格納手段の出現パターン情報を参照して前記検出出現パターンに対応する前記入力信号の前記周波数分割領域を判定し、測定周波数として出力する制御を行う第1の周波数判定制御手段(例えば図1に示す符号14bなど)を含んで構成される。
Furthermore, the frequency measurement device refers to the appearance pattern information in the appearance pattern information storage unit based on the detection appearance pattern of each signal spectrum detected by the detection unit, and corresponds to the detection appearance pattern. First frequency determination control means (for example,
このような周波数測定装置によれば、第1の周波数変換制御手段及び検出手段により、前記第2の分岐信号の周波数を偏移させた信号成分の信号スペクトラムと、偏移させない第1の分岐信号による信号成分の信号スペクトラムが生じる。
この際、各信号スペクトラムは、各々折り返し成分を有するが、予め一方を周波数偏移させているので、各信号スペクトラムは折り返し成分を含めて同一周波数領域にて重なることはない。このため、入力信号の各周波数に応じて、折り返し成分を含むこれらの各信号スペクトラムの出現パターンを定義した出現パターン情報格納手段を構成することによって、第1の周波数判定制御手段により、検出手段にて検出される検出出現パターンをもとに、入力信号の周波数を判定することができる。
According to such a frequency measuring apparatus, the signal spectrum of the signal component obtained by shifting the frequency of the second branch signal by the first frequency conversion control means and the detection means, and the first branch signal not shifted. The signal spectrum of the signal component due to.
At this time, each signal spectrum has a folded component, but one of the signal spectra is frequency-shifted in advance, so that each signal spectrum does not overlap in the same frequency region including the folded component. For this reason, according to each frequency of the input signal, by forming an appearance pattern information storage means that defines an appearance pattern of each signal spectrum including the aliasing component, the first frequency determination control means causes the detection means to The frequency of the input signal can be determined based on the detected appearance pattern detected in this way.
従って、高価な高速A/D変換器や高速の信号処理デバイスを要さずに、DC〜Fsまでの範囲で、入力信号の周波数の測定(ナイキストサンプリング時)を可能となり、しかも信号の折り返し成分の出現特性を有効に利用し、出現パターンを参照することで判定できる簡易な手法での信号周波数測定を可能としているので、測定速度が向上し、例えば信号が短時間のみに存在する場合であっても、その信号の検出を行うことが可能となる。 Therefore, it is possible to measure the frequency of the input signal (during Nyquist sampling) in the range from DC to Fs without requiring an expensive high-speed A / D converter or high-speed signal processing device, and the signal folding component. This makes it possible to measure the signal frequency with a simple method that can be determined by referring to the appearance pattern effectively, and the measurement speed is improved, for example, when the signal exists only in a short time. However, the signal can be detected.
また、周波数測定装置は、前記入力信号の周波数のうちサンプリング周波数以上の特定周波数までの広帯域を通過帯域として、前記入力信号の前記通過帯域外の周波数成分を帯域制限する第2の帯域制限手段(例えば図12に示す符号141)をさらに有することができる。この場合、前記第1の周波数判定制御手段は、前記第2の帯域制限手段にて帯域制限された信号を分岐した前記第1、第2の各分岐信号に基づいて、アンダーサンプリングによる折り返し成分の各信号スペクトラムの出現パターンから、前記入力信号の周波数を判定する制御を行うことができる。 Further, the frequency measurement device uses a second band limiting unit that limits a frequency component outside the pass band of the input signal, with a wide band up to a specific frequency equal to or higher than a sampling frequency among the frequencies of the input signal as a pass band. For example, it can further have a reference 141) shown in FIG. In this case, the first frequency determination control unit is configured to determine the aliasing component due to undersampling based on the first and second branched signals obtained by branching the signal band-limited by the second band-limiting unit. Control for determining the frequency of the input signal from the appearance pattern of each signal spectrum can be performed.
さらに、周波数測定装置は、前記第2の帯域制限手段にて帯域制限された信号を分岐した第1〜第3の各分岐信号のうち、前記第3の分岐信号に基づいて、粗測での周波数を測定する粗測周波数測定手段(例えば図12に示す符号150など)を有することができる。
Furthermore, the frequency measurement device is configured to perform rough measurement based on the third branch signal among the first to third branch signals obtained by branching the signal band-limited by the second band limit unit. Coarse frequency measuring means for measuring the frequency (for example,
また、周波数測定装置は、前記第2の分岐信号を前記第1の周波数変換制御手段にて周波数変換し、前記第1の分岐信号及び周波数変換された前記第2の分岐信号に基づいて判定される前記第1の周波数判定制御手段での精測周波数推定結果と、前記粗測周波数測定手段での粗測周波数推定結果とに基づいて、前記入力信号の周波数の判定制御を行う第2の周波数判定制御手段(例えば図12に示す符号161など)をさらに有することができる。
Further, the frequency measuring device performs frequency conversion on the second branch signal by the first frequency conversion control means, and is determined based on the first branch signal and the frequency-converted second branch signal. A second frequency for performing control for determining the frequency of the input signal based on the result of precise frequency estimation by the first frequency judgment control means and the result of coarse frequency estimation by the coarse frequency measurement means. It can further have a judgment control means (for example,
さらに、前記第2の帯域制限手段の前段に配設され、前記第2の周波数判定制御手段による測定可能周波数をfbとしたとき、fb×M(Mは、正の整数)単位での前記入力信号の周波数を変換する第2の周波数変換制御手段(例えば図14に示す符号242など)をさらに有することができる。
Furthermore, the input is arranged in front of the second band limiting unit, and the input in units of fb × M (M is a positive integer) where fb is a measurable frequency by the second frequency determination control unit. Second frequency conversion control means (for example,
このような周波数測定装置では、前記第2の帯域制限手段、粗測周波数測定手段、周波数判定制御手段、第2の周波数変換制御手段により、サンプリング周波数を上回る入力信号の周波数の測定が可能となる。 In such a frequency measuring apparatus, the frequency of the input signal exceeding the sampling frequency can be measured by the second band limiting unit, the coarse measurement frequency measuring unit, the frequency determination control unit, and the second frequency conversion control unit. .
このような基本的構成を有する本発明の周波数測定装置の好適な実施の形態の一例について、以下に、図面を参照して具体的に説明する。
〔第1の実施の形態〕
(周波数測定装置の全体構成)
図1は、本発明における第1実施の形態の周波数測定装置の全体構成の一例を示すブロック図である。
同図に示すように、本実施の形態の周波数測定装置1は、入力信号をサンプリング周波数Fsに基づいてサンプリングし、このサンプリングされたサンプリング信号の(1/2)Fsを中心とする折り返し成分を含む信号スペクトラムに基づいて前記入力信号の周波数を測定するものであり、入力信号を分岐した第1の分岐信号及び第2の分岐信号のうち、第1の分岐信号のゼロ周波数から前記サンプリング周波数までを通過帯域として、前記第1の分岐信号の前記通過帯域外の周波数成分を帯域制限する第1のフィルタ部11と、この帯域制限された第1の分岐信号のアナログデータをサンプリング周波数Fsに基づいてサンプリング信号としてのデジタルデータに変換する第1のA/D変換器12と、この第1のA/D変換器12にて変換されたデジタルデータのサンプリング信号に対してFFT(高速フーリエ変換)などにより信号スペクトラムを形成して信号スペクトラムの周波数を算出する第1の周波数算出手段13と、を含んで構成される。
An example of a preferred embodiment of the frequency measuring apparatus of the present invention having such a basic configuration will be specifically described below with reference to the drawings.
[First Embodiment]
(Overall configuration of frequency measuring device)
FIG. 1 is a block diagram showing an example of the overall configuration of the frequency measurement device according to the first embodiment of the present invention.
As shown in the figure, the
ここで、第1のフィルタ部11は、ゼロ周波数から前記サンプリング周波数までを通過帯域としているので、第1の周波数算出手段13にて得られる信号スペクトラムは、入力信号(第1の分岐信号)の信号成分と、その信号成分の(1/2)Fsを中心とする折り返し成分との双方を含んでいる。
Here, since the
また、周波数測定装置1は、前記第2の分岐信号の周波数を、Fs/4周波数分だけ偏移(オフセット)した偏移周波数に変換する処理を行う周波数変換手段23と、この周波数変換手段23にて偏移された偏移周波数を有する第2の分岐信号のゼロ周波数から前記サンプリング周波数までを通過帯域として、前記第2の分岐信号の前記通過帯域外の周波数成分を帯域制限する第2のフィルタ部31と、この第2のフィルタ部31にて帯域制限された第2の分岐信号のアナログデータをサンプリング周波数Fsに基づいてサンプリング信号としてのデジタルデータに変換する第2のA/D変換器32と、この第2のA/D変換器32にて変換されたデジタルデータのサンプリング信号に対してFFT(高速フーリエ変換)などにより信号スペクトラムを形成して信号スペクトラムの周波数を算出する第2の周波数算出手段13とを含んで構成される。
In addition, the
ここで、第2のフィルタ部31は、ゼロ周波数から前記サンプリング周波数までを通過帯域としているので、第2の周波数算出手段33にて得られる信号スペクトラムは、(1/4)Fs周波数偏移した第2の分岐信号の信号成分と、その信号成分の(1/2)Fsを中心とする折り返し成分との双方を含んでいる。
Here, since the
さらに、周波数測定装置1では、第1のA/D変換器12及び第2のA/D変換器32に各々サンプリング周波数Fsを供給可能な周波数がFsのクロックを生成するためのサンプリングクロック発生手段22と、このサンプリングクロック発生手段22からのクロックに基づいて、(Fs/4)の周波数のクロックを生成するためのクロック分周手段21とを含んで構成されている。
このクロック分周手段21の出力は、周波数変換手段23に供給され、周波数変換手段23では第2の分岐信号の周波数を(Fs/4)だけ偏移することができる。
Further, in the
The output of the clock frequency dividing means 21 is supplied to the
また、周波数測定装置1は、前記入力信号の周波数が、周波数領域をFs/4周波数毎に分割した各周波数分割領域のうちいずれか一つの領域にあるときに、前記折り返し成分を含む各前記信号スペクトラムが出現する各前記周波数分割領域の組み合わせを示す出現パターン情報を前記入力信号の各周波数に応じて格納した出現パターン情報格納手段としての周波数判定テーブル14aを含む。
Further, the
さらに、周波数測定装置1は、第1の周波数算出手段13により得られる第1の分岐信号に基づく折り返し成分を含む信号スペクトラム、第2の周波数算出手段33により得られる第2の分岐信号に基づく折り返し成分を含む信号スペクトラムの双方の検出出現パターンの組み合わせに基づいて、前記周波数判定テーブル14aを参照することによって対応する出現パターンの入力信号の周波数を判定し、この判定結果を測定周波数として出力する制御を行う周波数判定制御部14bを含む。
Further, the
次に、折り返し成分を含む信号スペクトラムの出現パターンについて、周波数判定テーブル14aのデータ構造とともに説明する。
周波数判定テーブル14aは、図4に示すようなデータ構造を有する。このデータ構造は、本発明にいう「第1構造」の一例である。
ここで、ゼロ周波数からサンプリング周波数Fsまでの周波数領域を、Fs/4周波数毎にブロック分割し、この分割した各周波数分割領域を低周波数側から順に領域I[0<f≦〔(3/4)Fs〕]、領域II[〔(1/4)Fs〕<f≦〔(1/2)Fs〕]、領域III[〔Fs/2〕<f≦〔(3/4)Fs〕]、領域IV[〔(3/4)Fs〕<f≦Fs]とする。
Next, the appearance pattern of the signal spectrum including the aliasing component will be described together with the data structure of the frequency determination table 14a.
The frequency determination table 14a has a data structure as shown in FIG. This data structure is an example of the “first structure” in the present invention.
Here, the frequency region from the zero frequency to the sampling frequency Fs is divided into blocks for each Fs / 4 frequency, and the divided frequency division regions are sequentially divided into regions I [0 <f ≦ [(3/4 ) Fs]], region II [[(1/4) Fs] <f ≦ [(1/2) Fs]], region III [[Fs / 2] <f ≦ [(3/4) Fs]], Region IV [[(3/4) Fs] <f ≦ Fs].
標本化定理より、入力信号を直接A/D変換した後のサンプリング信号は、折り返しが発生しFs/2を基準に左右対称のスペクトラムとなる。
この場合、領域IIと領域IIIの境界がFs/2となるように設定されるので、周波数偏移(オフセット)を考えない場合、標本化定理によって、入力信号の周波数が領域IIにあるときは、信号スペクトラムの折り返し成分(折り返し信号)は、領域IIIに生成されるものとする。同様に、入力信号の周波数が領域Iにあるときは、信号スペクトラムの折り返し成分(折り返し信号)は、領域IVに生成されるものとする。逆に、入力信号の周波数が領域IIIにあるときは、信号スペクトラムの折り返し成分(折り返し信号)は、領域IIに生成されるものとする。同様に、入力信号の周波数が領域IVにあるときは、信号スペクトラムの折り返し成分(折り返し信号)は、領域Iに生成されるものとする。
According to the sampling theorem, the sampling signal after direct A / D conversion of the input signal is folded and has a symmetrical spectrum with respect to Fs / 2.
In this case, since the boundary between the region II and the region III is set to be Fs / 2, when the frequency shift (offset) is not considered, when the frequency of the input signal is in the region II according to the sampling theorem, It is assumed that the folding component (folding signal) of the signal spectrum is generated in the region III. Similarly, when the frequency of the input signal is in region I, the aliasing component (folding signal) of the signal spectrum is generated in region IV. Conversely, when the frequency of the input signal is in region III, the aliasing component (folding signal) of the signal spectrum is generated in region II. Similarly, when the frequency of the input signal is in the region IV, the folded component (folded signal) of the signal spectrum is generated in the region I.
図4の周波数判定テーブル14aでは、領域Iと領域IIのみに着目して入力信号の周波数の判定を行うように構成されている。
例えば、入力信号の周波数f(信号周波数)が、〔Fs/2〕<f≦〔(3/4)Fs〕のときには、第1の周波数算出手段13の出力である信号スペクトラムは、領域IIに出現し、第2の周波数算出手段33の出力である信号スペクトラムは、領域Iに出現する。
The frequency determination table 14a shown in FIG. 4 is configured to determine the frequency of the input signal while paying attention only to the region I and the region II.
For example, when the frequency f (signal frequency) of the input signal is [Fs / 2] <f ≦ [(3/4) Fs], the signal spectrum that is the output of the first frequency calculation means 13 is in region II. The signal spectrum that appears and is the output of the second frequency calculation means 33 appears in the region I.
これを図に示すと、図2、図3のようになる。図2において、入力信号(第1の分岐信号)の周波数が領域III[〔Fs/2〕<f≦〔(3/4)Fs〕]のときには、第1の周波数算出手段13の出力である信号スペクトラムは、領域IIIの信号成分と、領域IIIの信号成分の折り返し成分である領域IIの信号成分とが形成される。 This is shown in FIGS. 2 and 3. In FIG. 2, when the frequency of the input signal (first branch signal) is in the region III [[Fs / 2] <f ≦ [(3/4) Fs]], it is the output of the first frequency calculation means 13. In the signal spectrum, a signal component of region III and a signal component of region II that is a folding component of the signal component of region III are formed.
一方、図3において、入力信号の周波数が領域III[〔Fs/2〕<f≦〔(3/4)Fs〕]のときには、第2の分岐信号は、周波数変換手段23によって(Fs/4)だけ偏移(オフセット)した領域IVの周波数となる。このため、第2の周波数算出手段33の出力である信号スペクトラムは、領域IVの信号成分と、領域IVの信号成分の折り返し成分である領域Iの信号成分とが形成される。 On the other hand, in FIG. 3, when the frequency of the input signal is in the region III [[Fs / 2] <f ≦ [(3/4) Fs]], the second branch signal is converted into (Fs / 4) by the frequency conversion means 23. ) Is the frequency of the region IV shifted (offset). For this reason, the signal spectrum that is the output of the second frequency calculation means 33 is formed with a signal component of the region IV and a signal component of the region I that is a folding component of the signal component of the region IV.
従って、領域Iと領域IIのみに着目した場合、第1の周波数算出手段13の出力である信号スペクトラムは、折り返し成分が領域IIに出現し、第2の周波数算出手段33の出力である信号スペクトラムは、折り返し成分が領域Iに出現する。
Therefore, when focusing only on the region I and the region II, the signal spectrum which is the output of the first
同様にして、入力信号の周波数f(信号周波数)が、0<f≦〔(1/4)Fs〕のときには、第1の周波数算出手段13の出力である信号スペクトラムは、領域Iに出現し、第2の周波数算出手段33の出力である信号スペクトラムは、領域IIに出現する。
Similarly, when the frequency f (signal frequency) of the input signal is 0 <f ≦ [(1/4) Fs], the signal spectrum that is the output of the first frequency calculation means 13 appears in the region I. The signal spectrum that is the output of the second
これを図に示すと、図5、図6のようになる。図5において、入力信号(第1の分岐信号)の周波数が領域I[0<f≦〔(1/4)Fs〕]のときには、第1の周波数算出手段13の出力である信号スペクトラムは、領域Iの信号成分と、領域Iの信号成分の折り返し成分である領域IVの信号成分とが形成される。 This is shown in FIGS. 5 and 6. In FIG. 5, when the frequency of the input signal (first branch signal) is in the region I [0 <f ≦ [(1/4) Fs]], the signal spectrum that is the output of the first frequency calculating means 13 is A signal component of region I and a signal component of region IV that is a folding component of the signal component of region I are formed.
一方、図6において、入力信号の周波数が領域I[0<f≦〔(1/4)Fs〕]のときには、第2の分岐信号は、周波数変換手段23によって(Fs/4)だけ偏移(オフセット)した領域IIの周波数となる。このため、第2の周波数算出手段33の出力である信号スペクトラムは、領域IIの信号成分と、領域IIの信号成分の折り返し成分である領域IIIの信号成分とが形成される。 On the other hand, in FIG. 6, when the frequency of the input signal is in the region I [0 <f ≦ [(1/4) Fs]], the second branch signal is shifted by (Fs / 4) by the frequency conversion means 23. This is the frequency of (offset) region II. For this reason, the signal spectrum that is the output of the second frequency calculation means 33 is formed with a signal component of region II and a signal component of region III that is a folded component of the signal component of region II.
従って、領域Iと領域IIのみに着目した場合、第1の周波数算出手段13の出力である信号スペクトラムは、入力信号の成分が領域Iに出現し、第2の周波数算出手段33の出力である信号スペクトラムは、入力信号の成分が領域IIに出現する。
Therefore, when attention is paid only to the region I and the region II, the signal spectrum which is the output of the first
同様にして、入力信号の周波数f(信号周波数)が、〔(1/4)Fs〕<f≦〔(1/2)Fs〕のときには、第1の周波数算出手段13の出力である信号スペクトラムは、領域IIに出現し、第2の周波数算出手段33の出力である信号スペクトラムは、領域IIに出現する。 Similarly, when the frequency f (signal frequency) of the input signal is [(1/4) Fs] <f ≦ [(1/2) Fs], the signal spectrum which is the output of the first frequency calculation means 13 Appears in region II, and the signal spectrum that is the output of the second frequency calculation means 33 appears in region II.
これを図に示すと、図7、図8のようになる。図7において、入力信号(第1の分岐信号)の周波数が領域II[〔(1/4)Fs〕<f≦〔(1/2)Fs〕]のときには、第1の周波数算出手段13の出力である信号スペクトラムは、領域IIの信号成分と、領域IIの信号成分の折り返し成分である領域IIIの信号成分とが形成される。 This is shown in FIGS. 7 and 8. In FIG. 7, when the frequency of the input signal (first branch signal) is in the region II [[[(1/4) Fs] <f ≦ [(1/2) Fs]], the first frequency calculating means 13 The signal spectrum as an output includes a signal component of region II and a signal component of region III that is a folded component of the signal component of region II.
一方、図8において、入力信号の周波数が領域II[〔(1/4)Fs〕<f≦〔(1/2)Fs〕]のときには、第2の分岐信号は、周波数変換手段23によって(Fs/4)だけ偏移(オフセット)した領域IIIの周波数となる。このため、第2の周波数算出手段33の出力である信号スペクトラムは、領域IIIの信号成分と、領域IIIの信号成分の折り返し成分である領域IIの信号成分とが形成される。 On the other hand, in FIG. 8, when the frequency of the input signal is in the region II [[((1/4) Fs] <f ≦ [(1/2) Fs]]], the second branch signal is ( The frequency of the region III is shifted (offset) by Fs / 4). For this reason, the signal spectrum that is the output of the second frequency calculation means 33 is formed with a signal component of region III and a signal component of region II that is a folded component of the signal component of region III.
従って、領域Iと領域IIのみに着目した場合、第1の周波数算出手段13の出力である信号スペクトラムは、入力信号の成分が領域IIに出現し、第2の周波数算出手段33の出力である信号スペクトラムは、折り返し成分が領域IIに出現する。
Therefore, when attention is paid only to the region I and the region II, the signal spectrum which is the output of the first
同様にして、入力信号の周波数f(信号周波数)が、〔(3/4)Fs〕<f≦Fsのときには、第1の周波数算出手段13の出力である信号スペクトラムは、領域Iに出現し、第2の周波数算出手段33の出力である信号スペクトラムは、領域Iに出現する。
Similarly, when the frequency f (signal frequency) of the input signal is [(3/4) Fs] <f ≦ Fs, the signal spectrum that is the output of the first frequency calculation means 13 appears in the region I. The signal spectrum that is the output of the second
これを図に示すと、図9、図10のようになる。図9において、入力信号(第1の分岐信号)の周波数が領域IV[〔(3/4)Fs〕<f≦Fs]のときには、第1の周波数算出手段13の出力である信号スペクトラムは、領域IVの信号成分と、領域IVの信号成分の折り返し成分である領域Iの信号成分とが形成される。 This is shown in FIGS. 9 and 10. In FIG. 9, when the frequency of the input signal (first branch signal) is in the region IV [[(3/4) Fs] <f ≦ Fs], the signal spectrum that is the output of the first frequency calculating means 13 is A signal component of region IV and a signal component of region I, which is a folding component of the signal component of region IV, are formed.
一方、図10において、入力信号の周波数が領域IV[〔(3/4)Fs〕<f≦Fs]のときには、第2の分岐信号は、周波数変換手段23によって(Fs/4)だけ偏移(オフセット)した領域Vの周波数となる。このため、第2の周波数算出手段33の出力である信号スペクトラムは、領域Vの信号成分と、領域Vの信号成分の折り返し成分である領域Iの信号成分及び領域IVの信号成分と、が形成される。 On the other hand, in FIG. 10, when the frequency of the input signal is in the region IV [[(3/4) Fs] <f ≦ Fs], the second branch signal is shifted by (Fs / 4) by the frequency conversion means 23. The frequency of the (offset) region V is obtained. For this reason, the signal spectrum that is the output of the second frequency calculation means 33 is formed by the signal component of the region V, the signal component of the region I and the signal component of the region IV, which are aliasing components of the signal component of the region V. Is done.
このように、入力信号を(1/4)Fsだけ周波数オフセットすることで、検出されるスペクトラムの位置が異なる。その出現パターンは、入力信号の周波数により、図4に示す通りとなる。 In this way, the position of the detected spectrum differs by frequency offsetting the input signal by (1/4) Fs. The appearance pattern is as shown in FIG. 4 depending on the frequency of the input signal.
従って、領域Iと領域IIのみに着目した場合、第1の周波数算出手段13の出力である信号スペクトラムは、折り返し成分が領域Iに出現し、第2の周波数算出手段33の出力である信号スペクトラムは、折り返し成分が領域Iに出現する。
Therefore, when focusing only on the region I and the region II, the signal spectrum which is the output of the first
このように出現パターンをテーブル化することによって、第1の周波数算出手段13の出力である信号スペクトラムと、第2の周波数算出手段33の出力である信号スペクトラムとが、折り返し成分、入力信号の成分を含めて、領域I及び領域IIのどの領域に出現するかを判定することによって、対応する入力信号の周波数領域を決定することができる。 By making the appearance pattern into a table in this way, the signal spectrum that is the output of the first frequency calculation means 13 and the signal spectrum that is the output of the second frequency calculation means 33 are turned components and input signal components. The frequency domain of the corresponding input signal can be determined by determining in which area I and II the area appears.
すなわち、2つの第1、第2の周波数算出手段13、33から出力される信号スペクトラムの検出結果に対し、周波数判定制御部14bにて周波数領域Iと周波数領域IIにおける信号スペクトラムの有無の判定結果と、図4に示すテーブルとの比較照合をおこなうことで、DC〜Fs内の入力信号周波数の領域が決定され、その周波数が測定される。
That is, for the signal spectrum detection results output from the two first and second frequency calculation means 13 and 33, the frequency
これによって、入力信号が(1/2)Fs以上の周波数であっても、入力信号の周波数を測定することが可能である。
この際、折り返し成分は除去する必要がない。前述の通り、関連技術では、折り返しの影響を防ぐため通過域がゼロ周波数DC〜Fs/2のフィルタを適用し、Fs/2以上の信号による干渉を防止し、周波数測定範囲をゼロ周波数DC〜Fs/2に限定していた。これに対して本実施の形態では、折り返し成分の除去が不要となるので、アンチエイリアスフィルタを用いず、ゼロ周波数DC〜Fsまでを通過域とする第1、第2のフィルタ部11、31を入力信号に適用することができる。
This makes it possible to measure the frequency of the input signal even if the input signal has a frequency of (1/2) Fs or higher.
At this time, the folding component does not need to be removed. As described above, in the related art, a filter having a passband of zero frequency DC to Fs / 2 is applied to prevent the influence of aliasing, and interference due to a signal of Fs / 2 or more is prevented, and the frequency measurement range is set to zero frequency DC to Limited to Fs / 2. On the other hand, in the present embodiment, since it is not necessary to remove the aliasing component, the first and
ここで、本実施の形態に記載の構成要件と、本発明に記載の構成要件との対応関係について述べると、本実施の形態の周波数判定テーブル14aにより、本発明にいう「出現パターン情報格納手段」を構成することができる。また、本実施の形態の周波数判定制御部14bにより、本発明にいう「第1の周波数判定制御手段」を構成することができる。
Here, the correspondence between the configuration requirements described in the present embodiment and the configuration requirements described in the present invention will be described. According to the frequency determination table 14a of the present embodiment, "appearance pattern information storage means" Can be configured. Further, the “first frequency determination control means” according to the present invention can be configured by the frequency
さらに、本実施の形態の第1のA/D変換器12、第1の周波数算出手段13、サンプリングクロック発生手段22、第2のA/D変換器32、第2の周波数算出手段33により、本発明にいう「検出手段」を構成できる。また、本実施の形態のクロック分周手段21、周波数変換手段23により、本発明にいう「第1の周波数変換制御手段」を構成できる。さらにまた、本実施の形態の第1のフィルタ部11、第2のフィルタ部31により、本発明にいう「第1の帯域制限手段」を構成できる。
Furthermore, the first A /
前記「第1の周波数変換制御手段」は、前記入力信号を分岐した第1の分岐信号及び第2の分岐信号のうち、前記第2の分岐信号の周波数を、Fs/4又は(3/4)Fs周波数分だけ偏移した偏移周波数に変換する制御を行うことができる。また、「検出手段」は、前記第1の分岐信号及び前記第2の分岐信号を各々サンプリングし、前記第1、第2の各分岐信号の各々の折り返し成分を含む各サンプリング信号の各信号スペクトラムの周波数を各々検出することができる。 The “first frequency conversion control means” sets the frequency of the second branch signal among the first branch signal and the second branch signal obtained by branching the input signal to Fs / 4 or (3/4). ) It is possible to perform control for conversion to a shifted frequency shifted by the Fs frequency. Further, the “detecting means” samples each of the first branch signal and the second branch signal, and each signal spectrum of each sampling signal including each aliasing component of each of the first and second branch signals. Can be detected respectively.
また、「出現パターン情報格納手段」は、前記入力信号の周波数が、周波数領域をFs/4周波数毎に分割した各周波数分割領域のうちいずれか一つの領域にあるときに、前記折り返し成分を含む各前記信号スペクトラムが出現する各前記周波数分割領域の組み合わせを示す出現パターン情報を前記入力信号の各周波数に応じて格納することができる。 In addition, the “appearance pattern information storage unit” includes the aliasing component when the frequency of the input signal is in any one of the frequency division regions obtained by dividing the frequency region for each Fs / 4 frequency. Appearance pattern information indicating a combination of each frequency division region in which each signal spectrum appears can be stored according to each frequency of the input signal.
さらに、「第1の周波数判定制御手段」は、前記検出手段にて検出された各前記信号スペクトラムの検出出現パターンに基づいて、前記出現パターン情報格納手段の出現パターン情報を参照して前記検出出現パターンに対応する前記入力信号の前記周波数分割領域を判定し、測定周波数として出力する制御を行うことができる。 Furthermore, the “first frequency determination control means” refers to the appearance pattern information of the appearance pattern information storage means based on the detection appearance pattern of each signal spectrum detected by the detection means. It is possible to perform control to determine the frequency division region of the input signal corresponding to the pattern and output it as a measurement frequency.
「第1の帯域制限手段」は、ゼロ周波数から前記サンプリング周波数までを通過帯域として、前記第1、第2の各分岐信号の前記通過帯域外の周波数成分を帯域制限することができる。この場合、「第1の周波数判定制御手段」は、前記サンプリング周波数以下の各周波数分割領域での前記入力信号の周波数を判定する制御を行うことができる。 The “first band limiting means” can band limit frequency components outside the pass band of the first and second branch signals, with a pass band from zero frequency to the sampling frequency. In this case, the “first frequency determination control means” can perform control to determine the frequency of the input signal in each frequency division region equal to or lower than the sampling frequency.
また、「第1の周波数判定制御手段」は、前記検出手段にて検出された各前記信号スペクトラムが、ゼロ周波数から前記サンプリング周波数Fsまでの各周波数分割領域のうち(1/2)Fs以下の各前記周波数分割領域にて、各サンプリング信号の(1/2)Fs以上の信号スペクトラムの折り返し成分の出現パターンに基づいて、前記入力信号の(1/2)Fs以上の周波数を判定する制御を行うことができる。 Further, the “first frequency determination control unit” is configured such that each signal spectrum detected by the detection unit is equal to or less than (½) Fs in each frequency division region from a zero frequency to the sampling frequency Fs. Control for determining the frequency of (1/2) Fs or more of the input signal based on the appearance pattern of the aliasing component of the signal spectrum of (1/2) Fs or more of each sampling signal in each of the frequency division regions. It can be carried out.
以上のような構成からなる本実施の形態の周波数測定装置1は、概略以下のように動作する。
先ず、入力信号は、2系統に分岐され第1の分岐信号及び第2の分岐信号となる。一方の第1の分岐信号は、DC(ゼロ周波数)〜Fs(サンプリング周波数)を通過帯域とする第1のフィルタ部11に入力され帯域制限される。
The
First, an input signal is branched into two systems to become a first branch signal and a second branch signal. One first branch signal is input to the
続いて、第1のA/D変換器12は、サンプリングクロック発生手段22により生成されたサンプリング周波数Fsのクロックに基づいて、前記第1の分岐信号のフィルタ通過信号のサンプリング処理を実施する。
Subsequently, the first A /
次に、第1の周波数算出手段13は、サンプリング信号に対する信号スペクトラムの検出と周波数領域の判定、及び信号スペクトラムの周波数を算出する。この周波数算出処理には、主にFFTが適用される。 Next, the first frequency calculation means 13 detects the signal spectrum for the sampling signal, determines the frequency domain, and calculates the frequency of the signal spectrum. For this frequency calculation processing, FFT is mainly applied.
一方、第2の分岐信号は、周波数変換手段23により、Fs/4だけ周波数偏移(オフセット)処理がされる。この周波数変換手段23にて適用されるクロック信号は、クロック分周手段21より供給される。
On the other hand, the second branch signal is subjected to frequency shift (offset) processing by Fs / 4 by the frequency conversion means 23. The clock signal applied by the
周波数偏移(オフセット)された第2の分岐信号は、DC(ゼロ周波数)〜Fs(サンプリング周波数)を通過帯域とする第2のフィルタ部31により帯域制限処理が実施される。
さらに、第2のフィルタ部31により帯域制限処理されたフィルタ通過信号の第2の分岐信号は、第2のA/D変換器32によりサンプリング処理が実施される。
The second branch signal subjected to frequency shift (offset) is subjected to band limiting processing by the
Furthermore, the second A /
続いて、第2の周波数算出定手段33により、サンプリング信号に対する信号スペクトラムの検出と周波数領域の判定、及び信号スペクトラムの周波数の算出を行う。この際、第2の周波数算出定手段33は、第1の周波数算出手段13と同様の手順で算出処理を実施する。
Subsequently, the second frequency calculation and determination means 33 detects the signal spectrum for the sampling signal, determines the frequency domain, and calculates the frequency of the signal spectrum. At this time, the second frequency calculation and
この結果、周波数判定制御部14bにより、第1の周波数算出手段13と第2の周波数算出手段33とからの各信号スペクトラムの検出領域と、図4に示す周波数判定テーブル14aとを比較することにより、入力信号の周波数領域を決定し、これに基づき、入力された信号の周波数を出力する。
As a result, the frequency
(処理手順について)
次に、本発明は周波数測定装置に限らず、周波数測定方法としても構成することができる。ここで、上述のような構成を有する周波数測定装置を用いた周波数測定手順について、図11を参照しつつ説明する。図11は、周波数測定方法の一例を示すフローチャートである。
(About processing procedure)
Next, the present invention can be configured not only as a frequency measurement device but also as a frequency measurement method. Here, a frequency measurement procedure using the frequency measurement apparatus having the above-described configuration will be described with reference to FIG. FIG. 11 is a flowchart illustrating an example of a frequency measurement method.
本実施の形態に係る周波数測定方法は、入力信号をサンプリング周波数に基づいてサンプリングし、このサンプリングされたサンプリング信号の折り返し成分を含む信号スペクトラムに基づいて前記入力信号の周波数を測定するものを対象とするものである。 The frequency measurement method according to the present embodiment is intended for sampling an input signal based on a sampling frequency and measuring the frequency of the input signal based on a signal spectrum including a folded component of the sampled sampling signal. To do.
この周波数測定方法は、基本的構成として、前記入力信号を複数に分岐した各分岐信号のうち、一の前記分岐信号以外の他の各前記分岐信号の各々の周波数を、それぞれ異なる周波数分偏移した各偏移周波数に各々変換する制御を行う第1の周波数変換制御ステップ(例えば図11に示すステップS101など)と、前記入力信号の周波数の前記一の分岐信号及び前記偏移周波数の前記他の各分岐信号を各々サンプリングし、各前記分岐信号の折り返し成分を含む各サンプリング信号の各信号スペクトラムの周波数を各々検出する検出ステップ(例えば図11に示すステップS102など)と、前記入力信号の周波数が、周波数領域を複数に分割した各周波数分割領域のうちいずれか一つの領域にあるときに、前記折り返し成分を含む各前記信号スペクトラムが出現する各前記周波数分割領域の組み合わせを示す出現パターン情報と、前記検出ステップにて検出された各前記信号スペクトラムの検出出現パターンとに基づいて、前記入力信号の前記周波数分割領域を判定し、測定周波数として出力する制御を行う第1の周波数判定制御ステップ(例えば図11に示すステップS103など)と、を含むことができる。 In this frequency measurement method, as a basic configuration, among the branch signals obtained by branching the input signal into a plurality of signals, the frequencies of the other branch signals other than the one branch signal are shifted by different frequencies. A first frequency conversion control step (for example, step S101 shown in FIG. 11) for performing conversion to each of the shifted frequencies, the one branch signal of the frequency of the input signal, and the other of the shift frequency A detection step (for example, step S102 shown in FIG. 11) for detecting the frequency of each signal spectrum of each sampling signal including the aliasing component of each branch signal, and the frequency of the input signal Is in any one of the frequency division regions divided into a plurality of frequency regions, The frequency division region of the input signal is determined based on the appearance pattern information indicating the combination of the frequency division regions where the signal spectrum appears and the detected appearance pattern of each signal spectrum detected in the detection step. And a first frequency determination control step (for example, step S103 shown in FIG. 11) for performing control to output the measurement frequency.
また、本実施の形態による周波数測定方法は、A/D変換(サンプリング処理)により生ずる入力信号の折り返し特性を利用し、入力信号を1/4Fsだけ周波数オフセットした信号と元の入力信号の周波数スペクトラムの検出位置を比較することで、折り返しによる影響を除去し、ゼロ周波数DC〜サンプリング周波数Fsまでの入力信号の周波数測定を可能とするものである。 The frequency measurement method according to the present embodiment uses the aliasing characteristics of the input signal generated by A / D conversion (sampling processing), and the frequency spectrum of the original input signal and the signal obtained by frequency offset of the input signal by 1/4 Fs. By comparing the detection positions, the influence of the aliasing is removed, and the frequency measurement of the input signal from the zero frequency DC to the sampling frequency Fs becomes possible.
より詳細には、本実施の形態による周波数測定方法では、先ず、周波数変換処理ステップS101を実施する。
この周波数変換処理ステップS101では、入力信号を少なくとも2系統の第1の分岐信号、第2の分岐信号を形成し、一方の第2の分岐信号に対し、周波数変換手段23にてサンプリング周波数Fsの1/4周波数分だけ偏移させる処理を行う。
More specifically, in the frequency measurement method according to the present embodiment, first, the frequency conversion processing step S101 is performed.
In this frequency conversion processing step S101, at least two systems of first branch signals and second branch signals are formed as input signals, and one of the second branch signals is subjected to sampling frequency Fs by frequency conversion means 23. A process of shifting by 1/4 frequency is performed.
次に、検出処理ステップS102を行う。この検出処理ステップS102では、第1の分岐信号に対して、エリアジング(折り返し)の影響をともなうサンプリング処理を第1のA/D変換器12で実施する。サンプリングされたサンプリング信号は、第1の周波数算出手段13にて、信号スペクトラムが検出され、DC〜FsまでをFs/4周波数毎に分割された各周波数分割領域上のどの領域に信号スペクトラムが存在するかを検出する。また、その信号スペクトラムの周波数を算出する。
Next, detection processing step S102 is performed. In this detection processing step S102, the first A /
同時に、第2の分岐信号に対して、エリアジング(折り返し)の影響をともなうサンプリング処理を第2のA/D変換器32で実施する。サンプリングされたサンプリング信号は、第2の周波数算出手段33にて、信号スペクトラムが検出され、DC〜FsまでをFs/4周波数毎に分割された各周波数分割領域上のどの領域に信号スペクトラムが存在するかを検出する。また、その信号スペクトラムの周波数を算出する。
At the same time, the second A /
ここで、検出処理ステップS102にて検出される各信号スペクトラムでは、折り返しの影響は、入力信号の一方を周波数偏移(オフセット)させたために、入力信号の周波数により固有の特性となる。 Here, in each signal spectrum detected in the detection processing step S102, the effect of the aliasing has a characteristic characteristic depending on the frequency of the input signal because one of the input signals is shifted in frequency (offset).
次に、周波数判定制御ステップS103を実施する。この周波数判定制御ステップS103では、検出処理ステップS102にて検出された一方の信号スペクトラムの周波数分割領域と、他方の信号スペクトラムの周波数分割領域とからなる信号スペクトラムの検出出現パターンと、周波数判定テーブル14aとの比較を実施し、入力信号の周波数位置を特定し周波数を決定する。これにより、DC〜Fsまでの入力信号の周波数測定を可能とする。 Next, the frequency determination control step S103 is performed. In this frequency determination control step S103, a signal spectrum detection appearance pattern composed of the frequency division region of one signal spectrum detected in the detection processing step S102 and the frequency division region of the other signal spectrum, and a frequency determination table 14a. And the frequency position of the input signal is specified and the frequency is determined. This enables frequency measurement of input signals from DC to Fs.
また、以上のステップS101とステップS102との間に、通過帯域幅がDC〜Fsの第1のフィルタに前記第1の分岐信号を通過させ、通過帯域幅がDC〜Fsの第2のフィルタに周波数偏移後の前記第2の分岐信号を通過させる第1の帯域制限ステップを設けてもよい。 In addition, between the above step S101 and step S102, the first branch signal is passed through the first filter having a pass bandwidth of DC to Fs, and the second filter having the pass bandwidth of DC to Fs is passed. A first band limiting step for passing the second branch signal after the frequency shift may be provided.
以上のように本実施の形態によれば、サンプリング処理による信号の折り返し特性を用い、入力信号を周波数偏移させた信号と通常の入力信号の信号スペクトラムを比較することで、関連技術の装置にあったサンプリング時の折り返し信号の影響による周波数測定帯域幅の制限を緩和し、サンプリング周波数まで入力信号の周波数の測定が可能となる。 As described above, according to the present embodiment, the signal folding characteristics of the sampling process are used, and the signal spectrum of the input signal is frequency-shifted and the signal spectrum of the normal input signal is compared. The restriction of the frequency measurement bandwidth due to the influence of the aliasing signal at the time of sampling is relaxed, and the frequency of the input signal can be measured up to the sampling frequency.
このように、入力信号に対しディジタル信号処理技術のサンプリング手法と、入力信号の周波数変換をおこなう周波数変換手法を用い、エリアジングにより折り返り信号を含むスペクトラムと、比較テーブルの内容を比較参照することで、DC〜サンプリング周波数までの入力信号の周波数の測定を可能とする。 In this way, using the sampling method of digital signal processing technology for the input signal and the frequency conversion method for performing the frequency conversion of the input signal, the spectrum including the aliasing signal by aliasing and the contents of the comparison table are compared and referenced. Thus, it is possible to measure the frequency of the input signal from DC to the sampling frequency.
また、例えば、特許文献2では、通常固定されているΔfを変更することで、(1/2)fs以上の周波数の測定を可能としているが、そのためには、Δfをその都度変更する必要があり、かつ、周波数測定を実施する必要がある。また、これにより、計算量が増加し、測定速度の低下が発生し、例えば信号が短時間のみに存在する場合、その信号の検出が困難となる。
これに対して本実施の形態では、入力信号に対し、周波数fの信号と周波数f+Δfの信号のスペクトラムを比較することで、帯域外に存在する信号のスペクトラムの発生位置を特定する。この際、原理的にも信号の折り返し成分の出現特性を有効に利用し、簡易な手法での信号周波数測定を可能としているので、測定速度が向上し、例えば信号が短時間のみに存在する場合であっても、その信号の検出を行うことができる。
Further, for example, in
On the other hand, in the present embodiment, the generation position of the spectrum of the signal existing outside the band is specified by comparing the spectrum of the signal of frequency f and the signal of frequency f + Δf with respect to the input signal. At this time, in principle, the frequency characteristics of the aliasing component of the signal are effectively used, and the signal frequency can be measured by a simple method, so that the measurement speed is improved, for example, when the signal exists only for a short time. Even so, the signal can be detected.
さらに、例えば、特許文献3では、非反転スペクトラムを得るために写像fpをfp´に変更し、その都度、周波数解析(FFT)処理を実施する必要がある。加えて、特許文献3では、最終的に周波数判定のためには、デシメーション処理をさらに実施する必要がある。この処理は、デシメーションレートでの再サンプルを行うものであって、デシメーションを行うためのフィルタ処理と、特定の間引き率によるダウンサンプリング処理との組み合わせにより実現される。従って、所要の周波数解析結果を得るには、長い処理時間を有し、また、短時間で変化又は出現するような信号を正確に検出することは困難である。
これに対して本実施の形態では、周波数測定のために、オフセット周波数は変更する必要はなく、また周波数解析処理も複数回実施する必要がない。このため、短時間で変化又は出現するような信号を正確に検出することができる。
また、原理的にも信号の折り返し成分の出現特性を有効に利用し、簡易な手法での信号周波数測定を可能としている。
Further, for example, in
On the other hand, in this embodiment, it is not necessary to change the offset frequency for frequency measurement, and it is not necessary to perform the frequency analysis processing a plurality of times. For this reason, it is possible to accurately detect a signal that changes or appears in a short time.
Further, in principle, the signal frequency measurement can be performed by a simple method by effectively using the appearance characteristic of the folded component of the signal.
ここで、図1に示すブロック図における一部の各ブロック(例えば符号13、符号33、符号14b等)は、コンピュータが適宜なメモリに格納された各種プログラムを実行することにより、該プログラムにより機能化された状態を示すソフトウエアモジュール構成であってもよい。
すなわち、物理的構成は例えば一又は複数のCPU(或いは一又は複数のCPUと一又は複数のメモリ)等ではあるが、各部(回路・手段)によるソフトウエア構成は、プログラムの制御によってCPUが発揮する複数の機能を、それぞれ複数の部(手段)による構成要素として表現したものである。
CPUがプログラムによって実行されている動的状態(プログラムを構成する各手順を実行している状態)を機能表現した場合、CPU内に各部(手段)が構成されることになる。プログラムが実行されていない静的状態にあっては、各手段の構成を実現するプログラム全体(或いは各手段の構成に含まれるプログラム各部)は、メモリなどの記憶領域に記憶されている。
以上に示した各部(手段)の説明は、プログラムにより機能化されたコンピュータをプログラムの機能と共に説明したものと解釈することも出来るし、また、固有のハードウエアにより恒久的に機能化された複数の電子回路ブロックからなる装置を説明したものとも解釈することが出来ることは、当然である。したがって、これらの機能ブロックがハードウェアのみ、ソフトウェアのみ、またはそれらの組合せによっていろいろな形で実現でき、いずれかに限定されるものではない。
Here, some of the blocks (for example,
That is, the physical configuration is, for example, one or a plurality of CPUs (or one or a plurality of CPUs and one or a plurality of memories), etc., but the software configuration by each unit (circuit / means) is exhibited by the CPU by controlling the program. A plurality of functions are expressed as components by a plurality of units (means).
When the CPU dynamically expresses a dynamic state (a state in which each procedure constituting the program is executed) executed by the program, each unit (means) is configured in the CPU. In a static state in which the program is not executed, the entire program (or each program part included in the configuration of each unit) that realizes the configuration of each unit is stored in a storage area such as a memory.
The description of each part (means) described above can be interpreted as a computer functionalized by a program together with the function of the program, or a plurality of functions permanently functioning by specific hardware. Naturally, it can be interpreted that the device comprising the electronic circuit block is described. Therefore, these functional blocks can be realized in various forms by hardware only, software only, or a combination thereof, and is not limited to any one.
[第2の実施の形態]
次に、本発明にかかる第2の実施の形態について、図12に基づいて説明する。以下には、前記第1の実施の形態の実質的に同様の構成に関しては説明を省略し、異なる部分についてのみ述べる。図12は、本発明の第2の実施の形態による周波数測定装置の全体構成の一例を示すブロック図である。
[Second Embodiment]
Next, a second embodiment according to the present invention will be described with reference to FIG. In the following, description of the substantially similar configuration of the first embodiment will be omitted, and only different parts will be described. FIG. 12 is a block diagram showing an example of the overall configuration of the frequency measurement device according to the second embodiment of the present invention.
上述の第1の実施の形態では、入力信号の周波数測定範囲がゼロ周波数からサンプリング周波数Fsまでの周波数とする場合を説明したが、本実施の形態では、サンプリング周波数Fs以上の周波数の測定を可能とする構成を示している。 In the first embodiment described above, the case where the frequency measurement range of the input signal is a frequency from the zero frequency to the sampling frequency Fs has been described. However, in this embodiment, the frequency higher than the sampling frequency Fs can be measured. Is shown.
すなわち、前述の通り標本化定理により、入力信号をサンプリングした場合、入力信号の折り返しが発生する。
サンプリング手法には、入力信号の最高周波数の2倍以上でサンプリングするオーバーサンプリングと入力信号の最高周波数以下でサンプリングするアンダーサンプリングに大別され、いずれのサンプリング手法でも折り返しが生ずることが分かっている。
アンダーサンプリングの特性を利用し、サンプリング周波数以上の周波数成分を有する信号に対する周波数測定を可能としている。
That is, when the input signal is sampled by the sampling theorem as described above, the input signal is folded.
Sampling methods are broadly divided into oversampling that samples at twice or more the maximum frequency of the input signal and undersampling that samples at or below the maximum frequency of the input signal, and it has been found that aliasing occurs in any sampling method.
Using the characteristics of undersampling, frequency measurement is possible for signals having frequency components higher than the sampling frequency.
図13に、サンプリング周波数を上回る周波数の信号が入力(アンダーサンプリング条件)した場合のスペクトラム検出特性を示す。
図13に示す例では、サンプリング周波数Fsを上回る〔2Fs〕<入力信号周波数f≦〔(9/4)Fs〕の範囲の信号が入力しているが、折り返しにより、前記第1の実施の形態で述べたスペクトラム検出範囲(領域I〜IV)に、入力信号の折り返しスペクトラムが生じていることが分かる。
すなわち、この結果を用いることで、入力信号の周波数の内、DC〜Fsに当たる部分の周波数値の算出が可能となる。一方、粗測周波数測定として、入力信号がサンプリング速度の何倍の周波数領域にあるかを検出し、両者の周波数算出結果を例えば合算などすることで、入力信号の周波数測定が可能となる。
FIG. 13 shows spectrum detection characteristics when a signal having a frequency higher than the sampling frequency is input (undersampling condition).
In the example shown in FIG. 13, a signal in the range of [2Fs] <input signal frequency f ≦ [(9/4) Fs] exceeding the sampling frequency Fs is input. It can be seen that an aliased spectrum of the input signal is generated in the spectrum detection range (regions I to IV) described in (1).
That is, by using this result, it is possible to calculate the frequency value of the portion corresponding to DC to Fs in the frequency of the input signal. On the other hand, as the coarse measurement frequency measurement, it is possible to measure the frequency of the input signal by detecting how many times the input signal is in the frequency region and summing the frequency calculation results of both.
具体的には、図12に示すように、本実施の形態の周波数測定装置100は、前記第1の実施の形態と同様の構成である、第1のA/D変換器112と、第1の周波数算出手段113と、サンプリングクロック発生手段122と、クロック分周手段121と、周波数変換手段123と、第2のA/D変換手段132と、第2の周波数算出手段133と、周波数判定テーブル114aと、第1の周波数判定制御部114bとを有するのに加え、周波数変換手段123の前段に形成された第3のフィルタ部としての広帯域フィルタ141と、広帯域フィルタ141を通過した入力信号が分岐した第1、第2、第3の分岐信号のうち第3の分岐信号を測定する粗測周波数測定手段150と、粗測周波数測定手段150の結果と第1の周波数判定制御部114bの結果とに基づいて判定される第2の周波数判定制御手段としての第2の周波数判定部161とが追加された構成となっている。
Specifically, as shown in FIG. 12, the
このうち、第1のA/D変換器112と、第1の周波数算出手段113と、サンプリングクロック発生手段122と、クロック分周手段121と、周波数変換手段123と、第2のA/D変換手段132と、第2の周波数算出手段133と、周波数判定テーブル114aと、第1の周波数判定制御部114bとにより、精測周波数測定手段110を構成している。
Among these, the first A / D converter 112, the first frequency calculation means 113, the sampling clock generation means 122, the clock frequency division means 121, the frequency conversion means 123, and the second A / D conversion. The means 132, the second frequency calculation means 133, the frequency determination table 114a, and the first frequency
広帯域フィルタ141は、第1、第2の各A/D変換器112、132のアンダーサンプリング処理可能な帯域(例えば数百MHz程度など)を最大とするフィルタとするのが好ましい。
The
粗測周波数測定手段150は、第3の周波数算出手段151を含み、この、第3の周波数算出手段151は、粗測で入力信号の周波数を測定するための手段であり、サンプリング周波数Fsと同程度の周波数測定精度を有している。 The rough measurement frequency measurement means 150 includes a third frequency calculation means 151. The third frequency calculation means 151 is a means for measuring the frequency of the input signal by rough measurement, and is the same as the sampling frequency Fs. Has a frequency measurement accuracy of the order.
第3の周波数算出手段151の実現には、例えばディスクリミネータなどによるアナログ的手法を用いることもできる。
For example, an analog method using a discriminator can be used to realize the third
第2の周波数判定制御部161は、最終的に入力信号の周波数を決定する手段であり、第3の周波数算出手段151の出力周波数と、第1の周波数判定制御部114bから出力される周波数との合算値を出力する。
The second frequency
ここで、本実施の形態に記載の構成要件と、本発明に記載の構成要件との対応関係について述べると、本実施の形態の広帯域フィルタ141により、本発明にいう「第2の帯域制限手段」を構成することができる。また、本実施の形態の第2の周波数判定制御部161により、本発明にいう「第2の周波数判定制御手段」を構成することができる。
Here, the correspondence between the configuration requirements described in the present embodiment and the configuration requirements described in the present invention will be described. By the
この「第2の帯域制限手段」は、前記入力信号の周波数のうちサンプリング周波数以上の特定周波数までの広帯域を通過帯域として、前記入力信号の前記通過帯域外の周波数成分を帯域制限することができる。この場合、「第1の周波数判定制御手段」は、前記第2の帯域制限手段にて帯域制限された信号を分岐した前記第1、第2の各分岐信号に基づいて、アンダーサンプリングによる折り返し成分の各信号スペクトラムの出現パターンから、前記入力信号の周波数を判定する制御を行うことができる。 This “second band limiting means” can band limit frequency components outside the pass band of the input signal, with a wide band up to a specific frequency equal to or higher than the sampling frequency among the frequencies of the input signal as a pass band. . In this case, the “first frequency determination control means” is a folded component by undersampling based on the first and second branch signals obtained by branching the signal band-limited by the second band-limiting means. Control for determining the frequency of the input signal can be performed from the appearance pattern of each signal spectrum.
また、粗測周波数測定手段150は、前記第2の帯域制限手段にて帯域制限された信号を分岐した第1〜第3の各分岐信号のうち、前記第3の分岐信号に基づいて、粗測での周波数を測定することができる。 Further, the coarse measurement frequency measuring means 150 is based on the third branch signal among the first to third branch signals obtained by branching the signal band-limited by the second band limit means. Measurement frequency can be measured.
さらに、「第2の周波数判定制御手段」は、前記第2の分岐信号を前記第1の周波数変換制御手段にて周波数変換し、前記第1の分岐信号及び周波数変換された前記第2の分岐信号に基づいて判定される前記第1の周波数判定制御手段での精測周波数推定結果と、前記粗測周波数測定手段での粗測周波数推定結果とに基づいて、前記入力信号の周波数の判定制御を行うことができる。 Further, the “second frequency determination control means” converts the frequency of the second branch signal by the first frequency conversion control means, and converts the first branch signal and the frequency-converted second branch. Based on the precise frequency estimation result in the first frequency judgment control means determined based on the signal and the rough measurement frequency estimation result in the coarse measurement frequency measurement means, the frequency judgment control of the input signal It can be performed.
上述のような構成を有する周波数測定装置100において、概略以下のように動作する。すなわち、精測周波数測定手段110の第1の周波数判定制御部114bにて判定された周波数(精測周波数f0)と、粗測周波数測定手段150の第3の周波数算出手段151により算出された周波数(粗測周波数f1)とを、第2の周波数判定制御部161により合算する。
The
例えば、図13に示すように、第3の周波数算出手段151によるスペクトラムの検出領域が図13に示すスペクトラム検出領域IIIであって、第1の周波数判定制御部114bにて判定された周波数(精測周波数f0)が、領域Iである場合には、2Fs+〔(1/4)Fs〕=〔(9/4)Fs〕となる。
For example, as shown in FIG. 13, the spectrum detection region by the third frequency calculation means 151 is the spectrum detection region III shown in FIG. 13, and the frequency (precision) determined by the first frequency
また、第3の周波数算出手段151によるスペクトラムの検出領域が図13に示すスペクトラム検出領域IIであって、第1の周波数判定制御部114bにて判定された周波数(精測周波数f0)が、領域Iである場合には、Fs+〔(1/4)Fs〕=〔(5/4)Fs〕となる。
Further, the spectrum detection area II by the third frequency calculation means 151 is the spectrum detection area II shown in FIG. 13, and the frequency (precise measurement frequency f0) determined by the first frequency
ここで、本実施の形態において周波数測定方法として実施する場合には、前記第1の実施の形態の図11に示す各ステップに加えて、以下のステップを実施すればよい。 Here, when implemented as a frequency measurement method in the present embodiment, the following steps may be performed in addition to the steps shown in FIG. 11 of the first embodiment.
すなわち、図11に示すS101の周波数変換処理ステップの前に、第2の帯域制限ステップを行う。この第2の帯域制限ステップでは、前記入力信号の周波数のうちサンプリング周波数以上の特定周波数までの広帯域を通過帯域とする第2の帯域制限手段により、前記各分岐信号の前記通過帯域外の周波数成分を帯域制限することができる。 That is, the second band limiting step is performed before the frequency conversion processing step of S101 shown in FIG. In the second band limiting step, the frequency component outside the pass band of each branch signal by the second band limiting unit that sets a wide band up to a specific frequency equal to or higher than the sampling frequency among the frequencies of the input signal. The bandwidth can be limited.
これによって、ステップS103の周波数判定制御処理ステップに相当する前記第1の周波数判定制御ステップでは、前記第2の帯域制限ステップにて帯域制限された信号を分岐した各分岐信号に基づいて、アンダーサンプリングによる折り返し成分の各信号スペクトラムの出現パターンから、前記入力信号の周波数を判定する制御を行うことができる。 Thus, in the first frequency determination control step corresponding to the frequency determination control processing step of step S103, undersampling is performed based on each branch signal obtained by branching the signal band-limited in the second band-limiting step. Control for determining the frequency of the input signal can be performed from the appearance pattern of each signal spectrum of the aliasing component.
さらに、この第2の帯域制限ステップの後であって、ステップS101〜S103の前又は後に、粗測周波数測定ステップを実施する。この粗測周波数測定ステップでは、前記第2の帯域制限ステップにて帯域制限された信号を分岐した各分岐信号のうち、一の前記分岐信号に基づいて、粗測での周波数を測定することができる。 Furthermore, after this second band limiting step, before or after steps S101 to S103, a rough measurement frequency measurement step is performed. In this rough measurement frequency measurement step, a rough measurement frequency can be measured based on one of the branch signals among the branch signals obtained by branching the signal band-limited in the second band limit step. it can.
そして、前記粗測周波数測定ステップと、前記第1の周波数判定制御ステップとの後に、第2の周波数判定制御ステップを実施する。この第2の周波数判定制御ステップでは、前記一の分岐信号及びニの分岐信号以外の他の各前記分岐信号を前記第1の周波数変換制御ステップにて周波数変換し、前記ニの分岐信号と前記他の各分岐信号に基づいて判定される前記第2の周波数判定制御ステップでの精測周波数推定結果と、前記粗測周波数測定ステップでの粗測周波数推定結果とに基づいて、前記入力信号の周波数の判定制御を行うことができる。 Then, after the rough measurement frequency measurement step and the first frequency determination control step, a second frequency determination control step is performed. In the second frequency determination control step, each of the branch signals other than the one branch signal and the second branch signal is frequency-converted in the first frequency conversion control step, and the second branch signal and the second branch signal Based on the precise frequency estimation result in the second frequency determination control step determined based on each other branch signal and the coarse frequency estimation result in the coarse frequency measurement step, the input signal Frequency determination control can be performed.
以上のように本実施の形態によれば、前記第1の実施の形態と同様の作用効果を奏しながらも、サンプリング周波数を上回る入力信号の周波数を高価なデバイスを利用することなく容易に測定可能となる。 As described above, according to the present embodiment, it is possible to easily measure the frequency of the input signal exceeding the sampling frequency without using an expensive device while exhibiting the same effects as the first embodiment. It becomes.
また、サンプリング処理においてアンダーサンプリング処理を適用し、粗測周波数測定を実施することで、サンプリング周波数を超える広帯域かつ高周波数の信号周波数の測定を安価かつ容易に実現する。 In addition, undersampling processing is applied in sampling processing, and rough measurement frequency measurement is performed, so that measurement of a wideband and high frequency signal frequency exceeding the sampling frequency can be realized inexpensively and easily.
この結果、関連技術のように測定が困難であったFH(Frequency Hopping)信号のような広帯域に拡散している信号の周波数測定や、広帯域のスペクトラム監視を要求される電波監視システムの装置性能の向上に寄与できる。 As a result, it is possible to measure the frequency of a signal spread over a wide band such as an FH (Frequency Hopping) signal, which has been difficult to measure as in the related art, and to improve the device performance of a radio wave monitoring system that requires broadband spectrum monitoring. It can contribute to improvement.
このように、入力信号に対しディジタル信号処理技術のサンプリング手法と、入力信号の周波数変換をおこなう周波数変換手法を用い、エリアジングにより折り返り信号を含むスペクトラムと、比較テーブルの内容を比較参照することで、DC〜サンプリング周波数までの入力信号の周波数の測定(ナイキストサンプリング時)とサンプリング周波数を上回る入力信号の周波数の測定(アンダーサンプリング時)を可能とする。 In this way, using the sampling method of digital signal processing technology for the input signal and the frequency conversion method for performing the frequency conversion of the input signal, the spectrum including the aliasing signal by aliasing and the contents of the comparison table are compared and referenced. Thus, it is possible to measure the frequency of the input signal from DC to the sampling frequency (at the time of Nyquist sampling) and to measure the frequency of the input signal that exceeds the sampling frequency (at the time of undersampling).
また、例えば、特開2002−236135号公報では、信号周波数の大枠(同公報には「周波数帯域A」と記載)を決めるのに(要は、〔(1/2)fs〕を中心とする領域であるのか、〔(3/2)fs〕を中心とする領域であるのか、〔(5/2)fs〕を中心とする領域であるのかを決める)、FFT演算し、周波数を割り出した上で、非反転スペクトラムの写像fpを得るために、デシメーション処理(フィルタ処理及びダウンサンプリング処理)と、FFT演算とを実施し、さらに、写像fpを2つのfp´に変更するのに、デシメーション処理(フィルタ処理及びダウンサンプリング処理)と、FFT演算とを実施する必要があった。従って、所要の周波数解析結果を得るには、長い処理時間を有し、また、短時間で変化又は出現するような信号を正確に検出することは困難である。
これに対して本実施の形態では、信号の折り返し成分の出現特性を有効に利用し、簡易な手法での信号周波数測定を可能としており、周波数解析処理も複数回実施する必要がなく、短時間で変化又は出現するような信号を正確に検出することができる。
Further, for example, in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-236135, in order to determine a large frame of the signal frequency (described as “frequency band A” in the same publication), the main point is [(1/2) fs]. Determine whether it is a region, a region centered on [(3/2) fs] or a region centered on [(5/2) fs]), and the frequency was calculated by performing an FFT operation. In the above, in order to obtain the mapping fp of the non-inverted spectrum, the decimation processing (filter processing and downsampling processing) and the FFT operation are performed, and further, the decimation processing is performed to change the mapping fp to two fp ′. (Filter processing and down-sampling processing) and FFT calculation had to be performed. Therefore, in order to obtain a required frequency analysis result, it is difficult to accurately detect a signal having a long processing time and changing or appearing in a short time.
On the other hand, in the present embodiment, it is possible to measure the signal frequency by a simple method by effectively using the appearance characteristic of the aliasing component of the signal, and it is not necessary to perform the frequency analysis processing a plurality of times, and the time is short. It is possible to accurately detect a signal that changes or appears in.
その他の構成およびその他のステップ並びにその作用効果については、前述した第1の実施の形態の場合と同一となっている。また、上記の説明において、上述した各ステップの動作内容及び各部の構成要素をプログラム化し、コンピュータに実行させてもよい。 Other configurations, other steps, and operational effects thereof are the same as those in the first embodiment described above. In the above description, the operation content of each step described above and the components of each unit may be programmed and executed by a computer.
[第3の実施の形態]
次に、本発明にかかる第3の実施の形態について、図13に基づいて説明する。以下には、前記第1の実施の形態の実質的に同様の構成に関しては説明を省略し、異なる部分についてのみ述べる。図14は、本発明の第3の実施の形態による周波数測定装置の全体構成の一例を示すブロック図である。
[Third Embodiment]
Next, a third embodiment according to the present invention will be described with reference to FIG. In the following, description of the substantially similar configuration of the first embodiment will be omitted, and only different parts will be described. FIG. 14 is a block diagram showing an example of the overall configuration of a frequency measurement device according to the third embodiment of the present invention.
上述の第2の実施の形態では、測定可能な周波数範囲は、A/D変換器のアンダーサンプリング可能な帯域に限定されていた。これに対して本第3の実施の形態では、前記実施の形態における周波数変換手段を第1の周波数変換手段とした場合に、新たに第2の周波数変換手段を付加することで、測定可能な周波数範囲を拡大可能としている。 In the second embodiment described above, the measurable frequency range is limited to the band in which the A / D converter can be undersampled. On the other hand, in the third embodiment, when the frequency conversion means in the above embodiment is the first frequency conversion means, measurement can be performed by newly adding the second frequency conversion means. The frequency range can be expanded.
具体的には、図14に示すように、本実施の形態の周波数測定装置200は、前記第1の実施の形態と同様の構成である、第1のA/D変換器212と、第1の周波数算出手段213と、サンプリングクロック発生手段222と、クロック分周手段221と、周波数変換手段223と、第2のA/D変換手段232と、第2の周波数算出手段233と、周波数判定テーブル214aと、第1の周波数判定制御部214bとを有するのに加え、前記第2の実施の形態と同様の構成である、第3のフィルタ部としての広帯域フィルタ241と、粗測周波数測定手段250と、第2の周波数判定制御手段としての第2の周波数判定制御部261とを有し、さらに本実施の形態特有の第2の周波数変換手段242が前記広帯域フィルタ241の前段に追加された構成となっている。
Specifically, as shown in FIG. 14, the
このうち、第1のA/D変換器212と、第1の周波数算出手段213と、サンプリングクロック発生手段222と、クロック分周手段221と、周波数変換手段223と、第2のA/D変換手段232と、第2の周波数算出手段233と、周波数判定テーブル214aと、第1の周波数判定制御部214bとにより、精測周波数測定手段210を構成している。
Among these, the first A /
第1の周波数変換手段242は、周波数変換回路などにより構成することができる。また、第1の周波数変換手段242は、第2の実施の形態において測定可能な周波数範囲をfb[Hz]とすると、fb×M(Mは、正の整数)[Hz]単位で周波数変換を実施する。
これにより、fb×Nmax(Nmaxは、Nの最大値)までの入力信号の周波数測定を可能とする。
The first frequency conversion means 242 can be configured by a frequency conversion circuit or the like. Further, the first
Thereby, it is possible to measure the frequency of the input signal up to fb × Nmax (Nmax is the maximum value of N).
ここで、本実施の形態に記載の構成要件と、本発明に記載の構成要件との対応関係について述べると、本実施の形態の第2の周波数変換手段242により、本発明にいう「第2の周波数変換制御手段」を構成することができる。 Here, the correspondence between the configuration requirements described in the present embodiment and the configuration requirements described in the present invention will be described. The second frequency conversion means 242 in the present embodiment uses the “second” in the present invention. The frequency conversion control means ”can be configured.
この「第2の周波数変換制御手段」は、前記第2の帯域制限手段の前段に配設され、前記第2の周波数判定制御手段による測定可能周波数をfbとしたとき、fb×M(Mは、正の整数)単位での前記入力信号の周波数を変換することができる。 This “second frequency conversion control means” is arranged in front of the second band limiting means, and fb × M (M is the frequency where fb is a measurable frequency by the second frequency determination control means. , A positive integer) unit, the frequency of the input signal can be converted.
また、本実施の形態において周波数測定方法として実施する場合には、前記第1の実施の形態の図11に示す各ステップ及び前記第2の実施の形態に示した各ステップに加えて、以下のステップを実施すればよい。 In addition, when implemented as a frequency measurement method in this embodiment, in addition to the steps shown in FIG. 11 and the steps shown in the second embodiment of the first embodiment, What is necessary is just to implement a step.
すなわち、前記第2の実施の形態の第2の帯域制限ステップの前に、第2の周波数変換制御ステップを行う。この第2の周波数変換制御ステップでは、前記第2の帯域制限ステップの前に、前記第2の周波数判定制御ステップによる測定可能周波数をfbとしたとき、fb×M(Mは、正の整数)単位での前記入力信号の周波数を変換することができる。 That is, the second frequency conversion control step is performed before the second band limiting step of the second embodiment. In the second frequency conversion control step, fb × M (M is a positive integer) when the measurable frequency in the second frequency determination control step is set to fb before the second band limiting step. The frequency of the input signal in units can be converted.
以上のように本実施の形態によれば、前記第1の実施の形態と同様の作用効果を奏しながらも、fb×Nmax(Nmaxは、Nの最大値)までの入力信号の周波数測定が可能となる。 As described above, according to the present embodiment, it is possible to measure the frequency of an input signal up to fb × Nmax (Nmax is the maximum value of N) while exhibiting the same operational effects as the first embodiment. It becomes.
その他の構成およびその他のステップ並びにその作用効果については、前述した第1の実施の形態の場合と同一となっている。また、上記の説明において、上述した各ステップの動作内容及び各部の構成要素をプログラム化し、コンピュータに実行させてもよい。 Other configurations, other steps, and operational effects thereof are the same as those in the first embodiment described above. In the above description, the operation content of each step described above and the components of each unit may be programmed and executed by a computer.
[第4の実施の形態]
次に、本発明にかかる第4の実施の形態について、図14に基づいて説明する。以下には、前記第1の実施の形態の実質的に同様の構成に関しては説明を省略し、異なる部分についてのみ述べる。図14は、本発明の第4の実施の形態による周波数測定装置の全体構成の一例を示すブロック図である。
[Fourth Embodiment]
Next, a fourth embodiment according to the present invention will be described with reference to FIG. In the following, description of the substantially similar configuration of the first embodiment will be omitted, and only different parts will be described. FIG. 14 is a block diagram showing an example of the overall configuration of a frequency measurement device according to the fourth embodiment of the present invention.
本実施の形態では、前記第1〜第3の実施の形態の周波数測定装置の機能を適宜切替制御できるように構成した例を示している。すなわち、DC〜Fsまでの周波数領域の測定を可能とする第1の実施の形態の周波数測定装置と、アンダーサンプリングによってサンプリング周波数Fs以上の測定を可能とする第2の実施の形態の周波数測定装置と、さらに測定可能帯域の範囲を拡大した第3の実施の形態の周波数測定装置とを切替制御によって、適宜いずれかの周波数測定装置の機能を実現するものである。 In the present embodiment, an example is shown in which the functions of the frequency measurement apparatuses of the first to third embodiments can be appropriately switched and controlled. That is, the frequency measurement device according to the first embodiment that enables measurement in the frequency domain from DC to Fs, and the frequency measurement device according to the second embodiment that enables measurement above the sampling frequency Fs by undersampling. Further, the function of any one of the frequency measurement devices is appropriately realized by switching control between the frequency measurement device of the third embodiment in which the range of the measurable band is further expanded.
具体的には、本実施の形態の周波数測定装置300は、図15に示すように、前記第3の実施の形態と同様の構成である、第1のA/D変換器312と、第1の周波数算出手段313と、サンプリングクロック発生手段322と、クロック分周手段321と、周波数変換手段323と、第2のA/D変換手段332と、第2の周波数算出手段333と、周波数判定テーブル314aと、第1の周波数判定制御部314bと、広帯域フィルタ341と、第3の周波数算出手段351を含む粗測周波数測定手段350と、第2の周波数判定制御部361とを有するのに加え、フィルタ342と、第1の切換手段371と、第2の切換手段372と、切換制御手段373と、操作手段374とを含んで構成される。
Specifically, as shown in FIG. 15, the
第1の切換手段371は、第2の周波数変換手段343を使用する場合と、使用しない場合を切換る。使用する場合、第3の実施の形態と同様の周波数測定装置が実現され、使用しない場合、第2の実施の形態と同様の周波数測定装置が実現される。
The
第2の切換手段372は、広帯域フィルタ341を使用し第1〜第3の各分岐信号を使用する第1のモードと、フィルタ342を使用し第1、第2の各分岐信号を使用する第2のモードと、を切換る。フィルタ342は、DC〜Fsを通過帯域とするものである。これによって、第1のモードでは、第2の実施の形態と同様の周波数測定装置が実現され、第2のモードでは、第1の実施の形態と同様の周波数測定装置が実現される。
The second switching means 372 uses the
切換制御手段373は、操作手段374からの操作に基づいて、前記第1の切換手段371、第2の切換手段372を制御するとともに、第2の周波数判定制御部361において、粗測周波数測定手段350の測定結果を加味する場合と、加味しない場合とに切換制御する。これによって、第1のモードでは、第2の実施の形態と同様の周波数測定装置が実現され、第2のモードでは、第1の実施の形態と同様の周波数測定装置が実現される。
The switching control means 373 controls the first switching means 371 and the second switching means 372 based on the operation from the operating means 374, and in the second frequency
その他の構成およびその他のステップ並びにその作用効果については、前述した第1の実施の形態の場合と同一となっている。また、上記の説明において、上述した各ステップの動作内容及び各部の構成要素をプログラム化し、コンピュータに実行させてもよい。 Other configurations, other steps, and operational effects thereof are the same as those in the first embodiment described above. In the above description, the operation content of each step described above and the components of each unit may be programmed and executed by a computer.
[第5の実施の形態]
次に、本発明にかかる第5の実施の形態について、図16に基づいて説明する。以下には、前記第1の実施の形態の実質的に同様の構成に関しては説明を省略し、異なる部分についてのみ述べる。図16は、本発明の第5の実施の形態による周波数測定装置に用いられる周波数判定テーブルのデータ構造の一例を示す説明図である。
[Fifth Embodiment]
Next, a fifth embodiment according to the present invention will be described with reference to FIG. In the following, description of the substantially similar configuration of the first embodiment will be omitted, and only different parts will be described. FIG. 16 is an explanatory diagram showing an example of a data structure of a frequency determination table used in the frequency measurement device according to the fifth embodiment of the present invention.
上述の第1の実施の形態では、周波数判定の際に領域Iと領域IIとに着目して周波数の判定を行ったが、本発明はこれに限定されるものではなく、本実施の形態のように、領域IIIと領域IVとに着目して周波数の判定を行うようにしてもよい。 In the first embodiment described above, the frequency is determined by paying attention to the region I and the region II at the time of the frequency determination. However, the present invention is not limited to this. As described above, the frequency may be determined by paying attention to the region III and the region IV.
具体的には、本実施の形態の周波数測定装置における周波数判定テーブルのデータ構造では、図16に示すように、入力信号の周波数f(信号周波数)が、0<f≦〔(1/4)Fs〕のときには、第1の周波数算出手段13の出力である信号スペクトラムは、領域IVに出現し、第2の周波数算出手段33の出力である信号スペクトラムは、領域IIIに出現する。 Specifically, in the data structure of the frequency determination table in the frequency measurement apparatus according to the present embodiment, as shown in FIG. 16, the frequency f (signal frequency) of the input signal is 0 <f ≦ [(1/4). Fs], the signal spectrum that is the output of the first frequency calculation means 13 appears in the region IV, and the signal spectrum that is the output of the second frequency calculation means 33 appears in the region III.
また、入力信号の周波数f(信号周波数)が、〔(1/4)Fs〕<f≦〔(1/2)Fs〕のときには、第1の周波数算出手段13の出力である信号スペクトラムは、領域IIIに出現し、第2の周波数算出手段33の出力である信号スペクトラムは、領域IIIに出現する。 When the frequency f (signal frequency) of the input signal is [(1/4) Fs] <f ≦ [(1/2) Fs], the signal spectrum that is the output of the first frequency calculation means 13 is The signal spectrum that appears in the region III and is the output of the second frequency calculation means 33 appears in the region III.
さらに、入力信号の周波数f(信号周波数)が、〔Fs/2〕<f≦〔(3/4)Fs〕のときには、第1の周波数算出手段13の出力である信号スペクトラムは、領域IIIに出現し、第2の周波数算出手段33の出力である信号スペクトラムは、領域IVに出現する。 Furthermore, when the frequency f (signal frequency) of the input signal is [Fs / 2] <f ≦ [(3/4) Fs], the signal spectrum that is the output of the first frequency calculation means 13 is in region III. The signal spectrum that appears and is the output of the second frequency calculation means 33 appears in the region IV.
さらにまた、入力信号の周波数f(信号周波数)が、〔(3/4)Fs〕<f≦〔(1/4)Fs〕のときには、第1の周波数算出手段13の出力である信号スペクトラムは、領域IVに出現し、第2の周波数算出手段33の出力である信号スペクトラムは、領域IVに出現する。 Furthermore, when the frequency f (signal frequency) of the input signal is [(3/4) Fs] <f ≦ [(1/4) Fs], the signal spectrum that is the output of the first frequency calculation means 13 is The signal spectrum that appears in the region IV and is the output of the second frequency calculation means 33 appears in the region IV.
このような構成の周波数判定テーブルのデータ構造を構成することによっても、出現する各信号スペクトラムの出現パターンが入力信号の各周波数分割領域に固有の特性を有するため、入力信号の周波数を判定することができる。このデータ構造は、本発明にいう「第1構造」の一例である。 Even by configuring the data structure of the frequency determination table with such a configuration, the frequency of the input signal can be determined because the appearance pattern of each signal spectrum that appears has characteristics unique to each frequency division region of the input signal. Can do. This data structure is an example of the “first structure” in the present invention.
その他の構成およびその他のステップ並びにその作用効果については、前述した第1の実施の形態の場合と同一となっている。また、上記の説明において、上述した各ステップの動作内容及び各部の構成要素をプログラム化し、コンピュータに実行させてもよい。 Other configurations, other steps, and operational effects thereof are the same as those in the first embodiment described above. In the above description, the operation content of each step described above and the components of each unit may be programmed and executed by a computer.
[第6の実施の形態]
次に、本発明にかかる第6の実施の形態について、図17に基づいて説明する。以下には、前記第1の実施の形態の実質的に同様の構成に関しては説明を省略し、異なる部分についてのみ述べる。図17は、本発明の第6の実施の形態による周波数測定装置に用いられる周波数判定テーブルのデータ構造の一例を示す説明図である。
[Sixth Embodiment]
Next, a sixth embodiment according to the present invention will be described with reference to FIG. In the following, description of the substantially similar configuration of the first embodiment will be omitted, and only different parts will be described. FIG. 17 is an explanatory diagram showing an example of a data structure of a frequency determination table used in the frequency measurement device according to the sixth embodiment of the present invention.
上述の第1の実施の形態では、周波数を偏移するのに(1/4)Fs分偏移(オフセット)させる構成としたが、本実施の形態では、―(1/4)Fs分偏移(オフセット)させる場合の例を示している。 In the first embodiment described above, the frequency is shifted (offset) by (1/4) Fs to shift the frequency. However, in this embodiment, the frequency is shifted by-(1/4) Fs. An example of shifting (offset) is shown.
具体的には、本実施の形態の周波数測定装置における周波数判定テーブルのデータ構造では、図17に示すように、入力信号の周波数f(信号周波数)が、0<f≦〔(1/4)Fs〕のときには、第1の周波数算出手段13の出力である信号スペクトラムは、領域Iに出現し、第2の周波数算出手段33の出力である信号スペクトラムは、領域Iに出現する。
Specifically, in the data structure of the frequency determination table in the frequency measurement apparatus according to the present embodiment, as shown in FIG. 17, the frequency f (signal frequency) of the input signal is 0 <f ≦ [(1/4). Fs], the signal spectrum output from the first
また、入力信号の周波数f(信号周波数)が、〔(1/4)Fs〕<f≦〔(1/2)Fs〕のときには、第1の周波数算出手段13の出力である信号スペクトラムは、領域IIに出現し、第2の周波数算出手段33の出力である信号スペクトラムは、領域Iに出現する。 When the frequency f (signal frequency) of the input signal is [(1/4) Fs] <f ≦ [(1/2) Fs], the signal spectrum that is the output of the first frequency calculation means 13 is The signal spectrum that appears in the region II and is the output of the second frequency calculation means 33 appears in the region I.
さらに、入力信号の周波数f(信号周波数)が、〔Fs/2〕<f≦〔(3/4)Fs〕のときには、第1の周波数算出手段13の出力である信号スペクトラムは、領域IIに出現し、第2の周波数算出手段33の出力である信号スペクトラムは、領域IIに出現する。 Furthermore, when the frequency f (signal frequency) of the input signal is [Fs / 2] <f ≦ [(3/4) Fs], the signal spectrum that is the output of the first frequency calculating means 13 is in the region II. The signal spectrum that appears and is the output of the second frequency calculation means 33 appears in the region II.
さらにまた、入力信号の周波数f(信号周波数)が、〔(3/4)Fs〕<f≦〔(1/4)Fs〕のときには、第1の周波数算出手段13の出力である信号スペクトラムは、領域Iに出現し、第2の周波数算出手段33の出力である信号スペクトラムは、領域IIに出現する。 Furthermore, when the frequency f (signal frequency) of the input signal is [(3/4) Fs] <f ≦ [(1/4) Fs], the signal spectrum that is the output of the first frequency calculation means 13 is The signal spectrum that appears in the region I and is the output of the second frequency calculation means 33 appears in the region II.
このような構成の周波数判定テーブルのデータ構造を構成することによっても、出現する各信号スペクトラムの出現パターンが入力信号の各周波数分割領域に固有の特性を有するため、入力信号の周波数を判定することができる。このデータ構造は、本発明にいう「第1構造」の一例である。 Even by configuring the data structure of the frequency determination table with such a configuration, the frequency of the input signal can be determined because the appearance pattern of each signal spectrum that appears has characteristics unique to each frequency division region of the input signal. Can do. This data structure is an example of the “first structure” in the present invention.
その他の構成およびその他のステップ並びにその作用効果については、前述した第1の実施の形態の場合と同一となっている。また、上記の説明において、上述した各ステップの動作内容及び各部の構成要素をプログラム化し、コンピュータに実行させてもよい。 Other configurations, other steps, and operational effects thereof are the same as those in the first embodiment described above. In the above description, the operation content of each step described above and the components of each unit may be programmed and executed by a computer.
[第7の実施の形態]
次に、本発明にかかる第7の実施の形態について、図18に基づいて説明する。以下には、前記第1の実施の形態の実質的に同様の構成に関しては説明を省略し、異なる部分についてのみ述べる。図18は、本発明の第7の実施の形態による周波数測定装置に用いられる周波数判定テーブルのデータ構造の一例を示す説明図である。
[Seventh Embodiment]
Next, a seventh embodiment according to the present invention will be described with reference to FIG. In the following, description of the substantially similar configuration of the first embodiment will be omitted, and only different parts will be described. FIG. 18 is an explanatory diagram showing an example of a data structure of a frequency determination table used in the frequency measurement device according to the seventh embodiment of the present invention.
上述の第6の実施の形態では、―(1/4)Fs分偏移(オフセット)で、周波数判定の際に領域Iと領域IIとに着目して周波数の判定を行ったが、本発明はこれに限定されるものではなく、本実施の形態のように、領域IIIと領域IVとに着目して周波数の判定を行うようにしてもよい。 In the above-described sixth embodiment, the frequency is determined by focusing on the region I and the region II at the time of frequency determination with a shift (offset) of − (1/4) Fs. However, the present invention is not limited to this, and the frequency may be determined by paying attention to the region III and the region IV as in the present embodiment.
具体的には、本実施の形態の周波数測定装置における周波数判定テーブルのデータ構造では、図18に示すように、入力信号の周波数f(信号周波数)が、0<f≦〔(1/4)Fs〕のときには、第1の周波数算出手段13の出力である信号スペクトラムは、領域IVに出現し、第2の周波数算出手段33の出力である信号スペクトラムは、領域IVに出現する。
Specifically, in the data structure of the frequency determination table in the frequency measurement apparatus of the present embodiment, as shown in FIG. 18, the frequency f (signal frequency) of the input signal is 0 <f ≦ [(1/4) Fs], the signal spectrum output from the first
また、入力信号の周波数f(信号周波数)が、〔(1/4)Fs〕<f≦〔(1/2)Fs〕のときには、第1の周波数算出手段13の出力である信号スペクトラムは、領域IIIに出現し、第2の周波数算出手段33の出力である信号スペクトラムは、領域IVに出現する。 When the frequency f (signal frequency) of the input signal is [(1/4) Fs] <f ≦ [(1/2) Fs], the signal spectrum that is the output of the first frequency calculation means 13 is The signal spectrum that appears in the region III and is the output of the second frequency calculation means 33 appears in the region IV.
さらに、入力信号の周波数f(信号周波数)が、〔Fs/2〕<f≦〔(3/4)Fs〕のときには、第1の周波数算出手段13の出力である信号スペクトラムは、領域IVに出現し、第2の周波数算出手段33の出力である信号スペクトラムは、領域IIIに出現する。 Further, when the frequency f (signal frequency) of the input signal is [Fs / 2] <f ≦ [(3/4) Fs], the signal spectrum that is the output of the first frequency calculating means 13 is in the region IV. The signal spectrum that appears and is the output of the second frequency calculation means 33 appears in the region III.
さらにまた、入力信号の周波数f(信号周波数)が、〔(3/4)Fs〕<f≦〔(1/4)Fs〕のときには、第1の周波数算出手段13の出力である信号スペクトラムは、領域IVに出現し、第2の周波数算出手段33の出力である信号スペクトラムは、領域IIIに出現する。 Furthermore, when the frequency f (signal frequency) of the input signal is [(3/4) Fs] <f ≦ [(1/4) Fs], the signal spectrum that is the output of the first frequency calculation means 13 is The signal spectrum that appears in the region IV and is the output of the second frequency calculation means 33 appears in the region III.
このような構成の周波数判定テーブルのデータ構造を構成することによっても、出現する各信号スペクトラムの出現パターンが入力信号の各周波数分割領域に固有の特性を有するため、入力信号の周波数を判定することができる。このデータ構造は、本発明にいう「第1構造」の一例である。 Even by configuring the data structure of the frequency determination table with such a configuration, the frequency of the input signal can be determined because the appearance pattern of each signal spectrum that appears has characteristics unique to each frequency division region of the input signal. Can do. This data structure is an example of the “first structure” in the present invention.
その他の構成およびその他のステップ並びにその作用効果については、前述した第1の実施の形態の場合と同一となっている。また、上記の説明において、上述した各ステップの動作内容及び各部の構成要素をプログラム化し、コンピュータに実行させてもよい。 Other configurations, other steps, and operational effects thereof are the same as those in the first embodiment described above. In the above description, the operation content of each step described above and the components of each unit may be programmed and executed by a computer.
[第8の実施の形態]
次に、本発明にかかる第8の実施の形態について、図19に基づいて説明する。以下には、前記第1の実施の形態の実質的に同様の構成に関しては説明を省略し、異なる部分についてのみ述べる。図19は、本発明の第8の実施の形態による周波数測定装置に用いられる周波数判定テーブルのデータ構造の一例を示す説明図である。
[Eighth Embodiment]
Next, an eighth embodiment according to the present invention will be described with reference to FIG. In the following, description of the substantially similar configuration of the first embodiment will be omitted, and only different parts will be described. FIG. 19 is an explanatory diagram showing an example of a data structure of a frequency determination table used in the frequency measurement device according to the eighth embodiment of the present invention.
上述の第1の実施の形態では、周波数を偏移するのに(1/4)Fs分偏移(オフセット)させる構成としたが、本実施の形態では、(3/4)Fs分偏移(オフセット)させる場合の例を示している。 In the first embodiment described above, the frequency is shifted by (1/4) Fs in order to shift the frequency. However, in this embodiment, the frequency is shifted by (3/4) Fs. An example in the case of (offset) is shown.
具体的には、本実施の形態の周波数測定装置における周波数判定テーブルのデータ構造では、図19に示すように、入力信号の周波数f(信号周波数)が、0<f≦〔(1/4)Fs〕のときには、第1の周波数算出手段13の出力である信号スペクトラムは、領域Iに出現し、第2の周波数算出手段33の出力である信号スペクトラムは、領域Iに出現する。
Specifically, in the data structure of the frequency determination table in the frequency measurement apparatus of the present embodiment, as shown in FIG. 19, the frequency f (signal frequency) of the input signal is 0 <f ≦ [(1/4) Fs], the signal spectrum output from the first
また、入力信号の周波数f(信号周波数)が、〔(1/4)Fs〕<f≦〔(1/2)Fs〕のときには、第1の周波数算出手段13の出力である信号スペクトラムは、領域IIに出現し、第2の周波数算出手段33の出力である信号スペクトラムは、領域Iに出現する。 When the frequency f (signal frequency) of the input signal is [(1/4) Fs] <f ≦ [(1/2) Fs], the signal spectrum that is the output of the first frequency calculation means 13 is The signal spectrum that appears in the region II and is the output of the second frequency calculation means 33 appears in the region I.
さらに、入力信号の周波数f(信号周波数)が、〔Fs/2〕<f≦〔(3/4)Fs〕のときには、第1の周波数算出手段13の出力である信号スペクトラムは、領域IIに出現し、第2の周波数算出手段33の出力である信号スペクトラムは、領域IIに出現する。 Furthermore, when the frequency f (signal frequency) of the input signal is [Fs / 2] <f ≦ [(3/4) Fs], the signal spectrum that is the output of the first frequency calculating means 13 is in the region II. The signal spectrum that appears and is the output of the second frequency calculation means 33 appears in the region II.
さらにまた、入力信号の周波数f(信号周波数)が、〔(3/4)Fs〕<f≦〔(1/4)Fs〕のときには、第1の周波数算出手段13の出力である信号スペクトラムは、領域Iに出現し、第2の周波数算出手段33の出力である信号スペクトラムは、領域IIに出現する。 Furthermore, when the frequency f (signal frequency) of the input signal is [(3/4) Fs] <f ≦ [(1/4) Fs], the signal spectrum that is the output of the first frequency calculation means 13 is The signal spectrum that appears in the region I and is the output of the second frequency calculation means 33 appears in the region II.
このような構成の周波数判定テーブルのデータ構造を構成することによっても、出現する各信号スペクトラムの出現パターンが入力信号の各周波数分割領域に固有の特性を有するため、入力信号の周波数を判定することができる。このデータ構造は、本発明にいう「第1構造」の一例である。 Even by configuring the data structure of the frequency determination table with such a configuration, the frequency of the input signal can be determined because the appearance pattern of each signal spectrum that appears has characteristics unique to each frequency division region of the input signal. Can do. This data structure is an example of the “first structure” in the present invention.
その他の構成およびその他のステップ並びにその作用効果については、前述した第1の実施の形態の場合と同一となっている。また、上記の説明において、上述した各ステップの動作内容及び各部の構成要素をプログラム化し、コンピュータに実行させてもよい。 Other configurations, other steps, and operational effects thereof are the same as those in the first embodiment described above. In the above description, the operation content of each step described above and the components of each unit may be programmed and executed by a computer.
[第9の実施の形態]
次に、本発明にかかる第9の実施の形態について、図20及び図21に基づいて説明する。以下には、前記第1の実施の形態の実質的に同様の構成に関しては説明を省略し、異なる部分についてのみ述べる。図20は、本発明の第9の実施の形態による周波数測定装置の各周波数算出手段において、入力信号周波数fが0<f≦〔(1/6)Fs〕の場合に検出されるスペクトラム検出特性の一例を示す説明図である。図21は、本発明の第9の実施の形態による周波数測定装置に用いられる周波数判定テーブルのデータ構造の一例を示す説明図である。
[Ninth Embodiment]
Next, a ninth embodiment according to the present invention will be described with reference to FIGS. In the following, description of the substantially similar configuration of the first embodiment will be omitted, and only different parts will be described. FIG. 20 shows spectrum detection characteristics detected when the input signal frequency f is 0 <f ≦ [(1/6) Fs] in each frequency calculation means of the frequency measuring apparatus according to the ninth embodiment of the present invention. It is explanatory drawing which shows an example. FIG. 21 is an explanatory diagram showing an example of a data structure of a frequency determination table used in the frequency measurement device according to the ninth embodiment of the present invention.
上述の第1の実施の形態では、入力信号を第1の分岐信号及び第2の分岐信号の2系統に分岐し、第2の分岐信号の周波数を偏移するのに(1/4)Fs分偏移(オフセット)させる構成としたが、本実施の形態では、入力信号を第1の分岐信号、第2の分岐信号、第2の分岐信号の3系統に分岐し、第2の分岐信号の周波数を偏移するのに(1/6)Fs分偏移(オフセット)させ、第3の分岐信号の周波数を偏移するのに(1/3)Fs分偏移(オフセット)させる場合の例を示している。 In the first embodiment described above, the input signal is branched into two systems of the first branch signal and the second branch signal, and (1/4) Fs is used to shift the frequency of the second branch signal. In this embodiment, the input signal is branched into three systems of a first branch signal, a second branch signal, and a second branch signal, and the second branch signal is used. Is shifted by (1/6) Fs to shift the frequency of (3), and (1/3) Fs is shifted (offset) to shift the frequency of the third branch signal. An example is shown.
具体的には、本実施の形態の周波数測定装置では、第1の分岐信号の周波数偏移を行うための第1の周波数変換部、第2の分岐信号の周波数偏移を行うための第3の周波数変換部、第3の分岐信号の周波数偏移を行うための第4の周波数変換部、さらには、第1の分岐信号をA/D変換する第1のA/D変換器、第2の分岐信号をA/D変換する第2のA/D変換器、第3の分岐信号をA/D変換する第3のA/D変換器、第1の分岐信号の周波数を算出する第1の周波数算出手段、第2の分岐信号の周波数を算出する第2の周波数算出手段、第3の分岐信号の周波数を算出する第3の周波数算出手段、これらの第1の周波数算出手段・第2の周波数算出手段・第3の周波数算出手段の結果に基づいて入力信号の周波数を判定する周波数判定制御部及び周波数判定テーブルを有していればよい。 Specifically, in the frequency measurement device according to the present embodiment, a first frequency conversion unit for performing frequency shift of the first branch signal and a third for performing frequency shift of the second branch signal. Frequency converter, a fourth frequency converter for performing frequency shift of the third branch signal, a first A / D converter for A / D converting the first branch signal, a second A second A / D converter for A / D converting the first branch signal, a third A / D converter for A / D converting the third branch signal, and a first frequency for calculating the frequency of the first branch signal. Frequency calculation means, second frequency calculation means for calculating the frequency of the second branch signal, third frequency calculation means for calculating the frequency of the third branch signal, these first frequency calculation means and second Frequency determination for determining the frequency of the input signal based on the result of the third frequency calculation means and the third frequency calculation means It may have a control unit and a frequency determination table.
また、第1の分岐信号のゼロ周波数から前記サンプリング周波数までを通過帯域として、前記第1の分岐信号の前記通過帯域外の周波数成分を帯域制限する第1のフィルタ部、第1周波数偏移された第2の分岐信号のゼロ周波数から前記サンプリング周波数までを通過帯域として、前記第2の分岐信号の前記通過帯域外の周波数成分を帯域制限する第2のフィルタ部、第2周波数偏移された第3の分岐信号のゼロ周波数から前記サンプリング周波数までを通過帯域として、前記第3の分岐信号の前記通過帯域外の周波数成分を帯域制限する第3のフィルタ部、などを設けてもよい。 A first filter section for band-limiting a frequency component outside the passband of the first branch signal, with a first passband from a zero frequency of the first branch signal to the sampling frequency; A second filter unit for band-limiting frequency components outside the pass band of the second branch signal, with the second branch signal having a pass band from the zero frequency of the second branch signal to the sampling frequency; A third filter unit that limits the frequency component outside the pass band of the third branch signal with a pass band from the zero frequency of the third branch signal to the sampling frequency may be provided.
ここで、ゼロ周波数からサンプリング周波数Fsまでの周波数領域を、Fs/6周波数毎にブロック分割し、この分割した各周波数分割領域を低周波数側から順に領域I[0<f≦〔(1/6)Fs〕]、領域II[〔(1/6)Fs〕<f≦〔(1/3)Fs〕]、領域III[〔(1/3)Fs〕<f≦〔(1/2)Fs〕]、領域IV[〔(1/2)Fs〕<f≦〔(2/3)Fs〕]、領域V[〔(2/3)Fs〕<f≦〔(5/6)Fs〕]、領域VI[〔(5/6)Fs〕<f≦Fs]とする。 Here, the frequency region from the zero frequency to the sampling frequency Fs is divided into blocks for each Fs / 6 frequency, and the divided frequency division regions are sequentially divided into regions I [0 <f ≦ [(1/6 from the low frequency side. ) Fs]], region II [[(1/6) Fs] <f ≦ [(1/3) Fs]], region III [[((1/3) Fs] <f ≦ [(1/2) Fs ], Region IV [[(1/2) Fs] <f ≦ [(2/3) Fs]], region V [[(2/3) Fs] <f ≦ [(5/6) Fs]] , Region VI [[(5/6) Fs] <f ≦ Fs].
この場合、領域IIIと領域IVの境界がFs/2となるように設定されるので、周波数偏移(オフセット)を考えない場合、標本化定理によって、入力信号の周波数が領域Iにあるときは、信号スペクトラムの折り返し成分(折り返し信号)は、領域VIに生成されるものとする。同様に、入力信号の周波数が領域IIにあるときは、信号スペクトラムの折り返し成分(折り返し信号)は、領域Vに生成されるものとする。さらに、入力信号の周波数が領域IIIにあるときは、信号スペクトラムの折り返し成分(折り返し信号)は、領域IVに生成されるものとする。 In this case, since the boundary between the region III and the region IV is set to be Fs / 2, when the frequency shift (offset) is not considered, when the frequency of the input signal is in the region I according to the sampling theorem, It is assumed that the folding component (folding signal) of the signal spectrum is generated in the region VI. Similarly, when the frequency of the input signal is in the region II, the folded component (folded signal) of the signal spectrum is generated in the region V. Further, when the frequency of the input signal is in the region III, the folded component (folded signal) of the signal spectrum is generated in the region IV.
例えば、図20に示すように、入力信号の周波数f(信号周波数)が、0<f≦〔(1/6)Fs〕のときには、第1の周波数算出手段の出力である信号スペクトラムは、領域Iに出現し、第2の周波数算出手段の出力である信号スペクトラムは、領域Iから〔(1/6)Fs〕偏移するので領域IIに出現し、第3の周波数算出手段の出力である信号スペクトラムは、領域Iから〔(1/3)Fs〕偏移するので領域IIIに出現する。 For example, as shown in FIG. 20, when the frequency f (signal frequency) of the input signal is 0 <f ≦ [(1/6) Fs], the signal spectrum that is the output of the first frequency calculation means is a region. The signal spectrum that appears at I and is the output of the second frequency calculation means shifts from the area I by [(1/6) Fs], and thus appears in the area II and is the output of the third frequency calculation means. Since the signal spectrum shifts from the region I by [(1/3) Fs], it appears in the region III.
図21には、このようにして入力信号の周波数f(信号周波数)が、〔(1/6)Fs〕毎に段階的に変化した場合の、各周波数算出手段の出力における各信号スペクトラムの出現パターンを示した周波数判定テーブルのデータ構造を示している。 FIG. 21 shows the appearance of each signal spectrum at the output of each frequency calculation means when the frequency f (signal frequency) of the input signal changes stepwise for each [(1/6) Fs]. The data structure of the frequency determination table which showed the pattern is shown.
例えば、入力信号の周波数f(信号周波数)が、[〔(1/6)Fs〕<f≦〔(1/3)Fs〕]のときには、第1の周波数算出手段の出力である信号スペクトラムは、領域IIに出現し、第2の周波数算出手段の出力である信号スペクトラムは、領域IIIに出現し、第3の周波数算出手段の出力である信号スペクトラムは、領域Iに出現する。 For example, when the frequency f (signal frequency) of the input signal is [[(1/6) Fs] <f ≦ [(1/3) Fs]], the signal spectrum that is the output of the first frequency calculating means is The signal spectrum that appears in the region II and is the output of the second frequency calculation means appears in the region III, and the signal spectrum that is the output of the third frequency calculation means appears in the region I.
同様に、入力信号の周波数f(信号周波数)が、[〔(1/3)Fs〕<f≦〔(1/2)Fs〕]のときには、第1の周波数算出手段の出力である信号スペクトラムは、領域IIIに出現し、第2の周波数算出手段の出力である信号スペクトラムは、領域Iに出現し、第3の周波数算出手段の出力である信号スペクトラムは、領域IIに出現する。 Similarly, when the frequency f (signal frequency) of the input signal is [[(1/3) Fs] <f ≦ [(1/2) Fs]], the signal spectrum which is the output of the first frequency calculation means Appears in region III, the signal spectrum that is the output of the second frequency calculation means appears in region I, and the signal spectrum that is the output of the third frequency calculation means appears in region II.
同様に、入力信号の周波数f(信号周波数)が、[〔(1/2)Fs〕<f≦〔(2/3)Fs〕]のときには、第1の周波数算出手段の出力である信号スペクトラムは、領域IIIに出現し、第2の周波数算出手段の出力である信号スペクトラムは、領域IIに出現し、第3の周波数算出手段の出力である信号スペクトラムは、領域Iに出現する。 Similarly, when the frequency f (signal frequency) of the input signal is [[(1/2) Fs] <f ≦ [(2/3) Fs]], the signal spectrum that is the output of the first frequency calculating means. Appears in region III, the signal spectrum that is the output of the second frequency calculating means appears in region II, and the signal spectrum that is the output of the third frequency calculating means appears in region I.
同様に、入力信号の周波数f(信号周波数)が、[〔(2/3)Fs〕<f≦〔(5/6)Fs〕]のときには、第1の周波数算出手段の出力である信号スペクトラムは、領域IIに出現し、第2の周波数算出手段の出力である信号スペクトラムは、領域Iに出現し、第3の周波数算出手段の出力である信号スペクトラムは、領域Iに出現する。 Similarly, when the frequency f (signal frequency) of the input signal is [[(2/3) Fs] <f ≦ [(5/6) Fs]], the signal spectrum that is the output of the first frequency calculating means. Appears in region II, the signal spectrum that is the output of the second frequency calculation means appears in region I, and the signal spectrum that is the output of the third frequency calculation means appears in region I.
同様に、入力信号の周波数f(信号周波数)が、[〔(5/6)Fs〕<f≦Fs]のときには、第1の周波数算出手段の出力である信号スペクトラムは、領域Iに出現し、第2の周波数算出手段の出力である信号スペクトラムは、領域Iに出現し、第3の周波数算出手段の出力である信号スペクトラムは、領域IIに出現する。 Similarly, when the frequency f (signal frequency) of the input signal is [[(5/6) Fs] <f ≦ Fs], the signal spectrum that is the output of the first frequency calculation means appears in the region I. The signal spectrum that is the output of the second frequency calculation means appears in region I, and the signal spectrum that is the output of the third frequency calculation means appears in region II.
このような構成の周波数判定テーブルのデータ構造を構成することによっても、出現する各信号スペクトラムの出現パターンが入力信号の各周波数分割領域に固有の特性を有するため、入力信号の周波数を判定することができる。このデータ構造は、本発明にいう「第1構造」の一例である。 Even by configuring the data structure of the frequency determination table with such a configuration, the frequency of the input signal can be determined because the appearance pattern of each signal spectrum that appears has characteristics unique to each frequency division region of the input signal. Can do. This data structure is an example of the “first structure” in the present invention.
その他の構成およびその他のステップ並びにその作用効果については、前述した第1の実施の形態の場合と同一となっている。また、上記の説明において、上述した各ステップの動作内容及び各部の構成要素をプログラム化し、コンピュータに実行させてもよい。 Other configurations, other steps, and operational effects thereof are the same as those in the first embodiment described above. In the above description, the operation content of each step described above and the components of each unit may be programmed and executed by a computer.
[第10の実施の形態]
次に、本発明にかかる第10の実施の形態について、図22に基づいて説明する。以下には、前記第1の実施の形態の実質的に同様の構成に関しては説明を省略し、異なる部分についてのみ述べる。図22は、本発明の周波数測定方法の概略の一例を示すフローチャートである。
[Tenth embodiment]
Next, a tenth embodiment according to the present invention will be described with reference to FIG. In the following, description of the substantially similar configuration of the first embodiment will be omitted, and only different parts will be described. FIG. 22 is a flowchart showing an example of an outline of the frequency measurement method of the present invention.
上述の実施の形態における周波数測定方法では、周波数変換処理ステップ、検出処理ステップ、周波数判定制御処理ステップの順に処理を行ったが、本実施の形態では、周波数変換を行わない第1の分岐信号の検出を行う第1の検出処理ステップを、周波数変換処理ステップを行う前に行ってもよい。 In the frequency measurement method in the above-described embodiment, the processing is performed in the order of the frequency conversion processing step, the detection processing step, and the frequency determination control processing step. However, in this embodiment, the first branch signal that is not subjected to frequency conversion is processed. You may perform the 1st detection process step which performs a detection, before performing a frequency conversion process step.
すなわち、図22に示すように、入力信号をサンプリング周波数に基づいてサンプリングし、このサンプリングされたサンプリング信号の折り返し成分を含む信号スペクトラムに基づいて前記入力信号の周波数を測定する周波数測定方法において、先ず、前記入力信号を複数に分岐した各分岐信号のうち、一の前記分岐信号をサンプリングし、前記分岐信号の折り返し成分を含むサンプリング信号の信号スペクトラムの周波数を検出する第1の検出処理ステップ(ステップS201)を行う。 That is, as shown in FIG. 22, in the frequency measurement method for sampling the input signal based on the sampling frequency and measuring the frequency of the input signal based on the signal spectrum including the aliasing component of the sampled sampling signal, A first detection processing step (step) of sampling one of the branch signals among the branch signals obtained by branching the input signal and detecting the frequency of the signal spectrum of the sampling signal including the aliasing component of the branch signal S201) is performed.
続いて、前記入力信号を複数に分岐した各分岐信号のうち、一の前記分岐信号以外の他の各前記分岐信号の各々の周波数を、それぞれ異なる周波数分偏移した各偏移周波数に各々変換する制御を行う第1の周波数変換制御ステップとしての周波数変換処理ステップ(ステップS202)を行う。 Subsequently, among the branch signals obtained by branching the input signal into a plurality of signals, the respective frequencies of the other branch signals other than the one branch signal are converted into respective shifted frequencies shifted by different frequencies. A frequency conversion processing step (step S202) as a first frequency conversion control step for performing control is performed.
そして、前記偏移周波数の前記他の各分岐信号を各々サンプリングし、各前記分岐信号の折り返し成分を含む各サンプリング信号の各信号スペクトラムの周波数を各々検出する第2の検出処理ステップ(ステップS203)を行う。 Then, a second detection processing step of sampling each of the other branch signals having the deviation frequency and detecting the frequency of each signal spectrum of each sampling signal including the aliasing component of each branch signal (step S203). I do.
続いて、前記入力信号の周波数が、周波数領域を複数に分割した各周波数分割領域のうちいずれか一つの領域にあるときに、前記折り返し成分を含む各前記信号スペクトラムが出現する各前記周波数分割領域の組み合わせを示す出現パターン情報と、前記第1、第2の検出処理ステップにて検出された各前記信号スペクトラムの検出出現パターンとに基づいて、前記入力信号の前記周波数分割領域を判定し、測定周波数として出力する制御を行う第1の周波数判定制御ステップとしての周波数判定制御処理ステップ(ステップS204)を行う。 Subsequently, each frequency division region in which each signal spectrum including the aliasing component appears when the frequency of the input signal is in any one of the frequency division regions obtained by dividing the frequency region into a plurality of frequency regions. The frequency division region of the input signal is determined and measured based on the appearance pattern information indicating the combination of and the detected appearance pattern of each signal spectrum detected in the first and second detection processing steps. A frequency determination control processing step (step S204) is performed as a first frequency determination control step for performing control to output the frequency.
このような周波数測定方法によっても、前述した実施の形態と同様の作用効果を奏することができる。 Also by such a frequency measurement method, the same operational effects as those of the above-described embodiment can be obtained.
その他の構成およびその他のステップ並びにその作用効果については、前述した第1の実施の形態の場合と同一となっている。また、上記の説明において、上述した各ステップの動作内容及び各部の構成要素をプログラム化し、コンピュータに実行させてもよい。 Other configurations, other steps, and operational effects thereof are the same as those in the first embodiment described above. In the above description, the operation content of each step described above and the components of each unit may be programmed and executed by a computer.
[各種変形例]
また、本発明にかかる装置及び方法は、そのいくつかの特定の実施の形態に従って説明してきたが、本発明の主旨および範囲から逸脱することなく本発明の本文に記述した実施の形態に対して種々の変形が可能である。
[Various modifications]
Also, although the apparatus and method according to the present invention have been described according to some specific embodiments thereof, the embodiments described in the text of the present invention can be used without departing from the spirit and scope of the present invention. Various modifications are possible.
例えば、上述の第1の実施の形態では、4/Fsだけ偏移(オフセット)する場合について説明したが、これに限らず、他の種々の周波数分だけオフセットする場合であってもよい。
具体的には、第1の実施の形態、第5〜第9の実施の形態から、前記入力信号をn個に分岐した第1〜第nの分岐信号(nは正の整数)のうち、前記第2〜第nの分岐信号の周波数を、サンプリング周波数Fsに対して
(1/2n)Fs、又は(1/2n)Fs+(1/2)Fs周波数分偏移した偏移周波数に各々変換することによっても周波数判定を行うことができる。
For example, in the above-described first embodiment, the case of shifting (offset) by 4 / Fs has been described. However, the present invention is not limited to this, and may be offset by other various frequencies.
Specifically, among the first to nth branch signals (n is a positive integer) obtained by branching the input signal into n pieces from the first embodiment and the fifth to ninth embodiments, The frequencies of the second to n-th branch signals are respectively converted into shift frequencies shifted by (1 / 2n) Fs or (1 / 2n) Fs + (1/2) Fs frequency with respect to the sampling frequency Fs. By doing so, the frequency can be determined.
特に、第2の分岐信号の周波数を、(1/2n)Fs、又は(1/2n)Fs+(1/2)Fs周波数分偏移した偏移周波数に変換し、第3の分岐信号の周波数を、2(1/2n)Fs、又は2(1/2n)Fs+(1/2)Fs周波数分偏移した偏移周波数に変換し、第4の分岐信号の周波数を、3(1/2n)Fs、又は3(1/2n)Fs+(1/2)Fs周波数分偏移した偏移周波数に変換し、・・・・、第n―1の分岐信号の周波数を、(n―2)(1/2n)Fs、又は(n―2)(1/2n)Fs+(1/2)Fs周波数分偏移した偏移周波数に変換し、第nの分岐信号の周波数を、(n―1)(1/2n)Fs、又は(n―1)(1/2n)Fs+(1/2)Fs周波数分偏移した偏移周波数に変換することが好ましい。 In particular, the frequency of the second branch signal is converted to a shift frequency shifted by (1 / 2n) Fs or (1 / 2n) Fs + (1/2) Fs frequency, and the frequency of the third branch signal. Is converted to a shifted frequency shifted by 2 (1 / 2n) Fs or 2 (1 / 2n) Fs + (1/2) Fs frequency, and the frequency of the fourth branch signal is converted to 3 (1 / 2n). ) Fs or 3 (1 / 2n) Fs + (1/2) Fs converted to a shifted frequency by frequency,..., (N-2) (1 / 2n) Fs or (n-2) (1 / 2n) Fs + (1/2) Fs is converted to a shifted frequency and the frequency of the nth branch signal is changed to (n-1). ) (1 / 2n) Fs or (n-1) (1 / 2n) Fs + (1/2) Fs It is preferable to convert the frequency to a shifted frequency.
この場合、ゼロ周波数からサンプリング周波数Fsをn個の領域に分割したn個の各周波数分割領域を形成した際に、各分岐信号による各信号スペクトラムの出現パターンが、入力信号の各周波数の段階で固有のものとなり、周波数判定を行うことができる。 In this case, when each of the n frequency division regions obtained by dividing the sampling frequency Fs from the zero frequency into n regions is formed, the appearance pattern of each signal spectrum by each branch signal is at each frequency stage of the input signal. It becomes unique and frequency determination can be performed.
さらに、第1の周波数変換制御手段は、入力信号を複数に分岐した各分岐信号のうち、一の前記分岐信号以外の他の各前記分岐信号の各々の周波数を、それぞれ異なる周波数分偏移した各偏移周波数に各々変換する制御を行うようにしてもよい。 Further, the first frequency conversion control means shifts the frequency of each of the branch signals other than the one of the branch signals out of the branch signals obtained by branching the input signal into a plurality of different frequencies. You may make it perform control which each converts to each deviation frequency.
この場合、検出手段は、前記入力信号の周波数の前記一の分岐信号及び前記偏移周波数の前記他の各分岐信号を各々サンプリングし、各前記分岐信号の折り返し成分を含む各サンプリング信号の各信号スペクトラムの周波数を各々検出することができる。 In this case, the detection means samples each of the one branch signal of the frequency of the input signal and each of the other branch signals of the deviation frequency, and each signal of each sampling signal including the aliasing component of each branch signal. Each frequency of the spectrum can be detected.
また、第1の周波数変換制御手段は、前記入力信号の周波数が、周波数領域を複数に分割した各周波数分割領域のうちいずれか一つの領域にあるときに、前記折り返し成分を含む各前記信号スペクトラムが出現する各前記周波数分割領域の組み合わせを示す出現パターン情報と、前記検出手段にて検出された各前記信号スペクトラムの検出出現パターンとに基づいて、前記入力信号の前記周波数分割領域を判定し、測定周波数として出力する制御を行うこともできる。 Further, the first frequency conversion control means may be configured such that each of the signal spectrums including the aliasing component when the frequency of the input signal is in any one of the frequency division regions obtained by dividing the frequency region into a plurality of frequency regions. And determining the frequency division region of the input signal based on the appearance pattern information indicating the combination of the frequency division regions in which each appears and the detected appearance pattern of each signal spectrum detected by the detection means, It is also possible to control to output as a measurement frequency.
この際、出現パターン情報格納手段は、前記入力信号の周波数が、周波数領域を複数に分割した各周波数分割領域のうちいずれか一つの領域にあるときに、前記折り返し成分を含む各前記信号スペクトラムが出現する各前記周波数分割領域の組み合わせを示す出現パターン情報を前記入力信号の各周波数に応じて格納した構成とすることができる。 At this time, the appearance pattern information storage means is configured such that when the frequency of the input signal is in any one of the frequency division regions obtained by dividing the frequency region, each signal spectrum including the aliasing component is Appearance pattern information indicating a combination of the appearing frequency division regions may be stored according to each frequency of the input signal.
また、前記第1の周波数判定制御手段は、前記検出手段にて検出された各前記信号スペクトラムが、ゼロ周波数から前記サンプリング周波数Fsまでの各周波数分割領域のうち(1/2)Fs以下の各前記周波数分割領域にて、各サンプリング信号の(1/2)Fs以上の信号スペクトラムの折り返し成分の出現パターンに基づいて、前記入力信号の(1/2)Fs以上の周波数を判定する制御を行うことができる。 Further, the first frequency determination control means is configured so that each signal spectrum detected by the detection means is equal to or less than (1/2) Fs in each frequency division region from zero frequency to the sampling frequency Fs. In the frequency division region, control is performed to determine the frequency of (1/2) Fs or more of the input signal based on the appearance pattern of the aliasing component of the signal spectrum of (1/2) Fs or more of each sampling signal. be able to.
さらに、前記第1の周波数変換制御手段は、前記入力信号をn個に分岐した第1〜第nの分岐信号(nは正の整数)のうち、前記第2〜第nの分岐信号の周波数を、サンプリング周波数Fsに対して
(1/2n)Fs、又は(1/2n)Fs+(1/2)Fs周波数分偏移した偏移周波数に各々変換することができる。この際、前記第1の周波数判定制御手段は、前記各信号スペクトラムの前記出現パターンが、Fs/2n周波数毎に分割された各周波数分割領域のいずれの前記周波数分割領域に属するかに基づいて、前記入力信号の周波数を判定する制御を行うことができる。
Further, the first frequency conversion control means is configured such that the frequency of the second to n-th branch signals among the first to n-th branch signals (n is a positive integer) obtained by branching the input signal into n. Can be converted into a shift frequency shifted by (1 / 2n) Fs or (1 / 2n) Fs + (1/2) Fs frequency with respect to the sampling frequency Fs. At this time, the first frequency determination control means, based on which frequency division region of each frequency division region divided for each Fs / 2n frequency the appearance pattern of each signal spectrum belongs to, Control for determining the frequency of the input signal can be performed.
また、前記第1の周波数変換制御手段は、前記入力信号を分岐した第1の分岐信号及び第2の分岐信号のうち、前記第2の分岐信号の周波数を、サンプリング周波数Fsの1/4又は3/4周波数分だけ偏移した偏移周波数に変換することもでき、前記第1の周波数判定制御ステップは、前記各信号スペクトラムの前記出現パターンが、Fs/4周波数毎に分割された各周波数分割領域のいずれの前記周波数分割領域に属するかに基づいて、前記入力信号の周波数を判定する制御を行うことができる。 The first frequency conversion control means sets the frequency of the second branch signal out of the first branch signal and the second branch signal obtained by branching the input signal to 1/4 of the sampling frequency Fs or The frequency can be converted into a shifted frequency that is shifted by 3/4 frequency, and the first frequency determination control step is configured such that the appearance pattern of each signal spectrum is divided into Fs / 4 frequencies. Control for determining the frequency of the input signal can be performed on the basis of which of the divided regions the frequency division region belongs to.
さらに、前記第1の周波数判定制御手段は、前記入力信号の各周波数に対応した前記出現パターンの組み合わせが、異なる各周波数で同一とならないような、前記偏移及び前記各周波数分割領域の大きさにて規定される出現パターンに基づいて、前記入力信号の周波数を判定する制御を行うことができる。 Further, the first frequency determination control means may be configured such that the shift and the size of each frequency division region are such that a combination of the appearance patterns corresponding to each frequency of the input signal is not the same at different frequencies. Control for determining the frequency of the input signal can be performed based on the appearance pattern defined in.
また、周波数測定方法においても、入力信号をサンプリング周波数に基づいてサンプリングし、このサンプリングされたサンプリング信号の折り返し成分を含む信号スペクトラムに基づいて前記入力信号の周波数を測定するものを対象とすることができる。 In addition, the frequency measurement method is also intended for sampling an input signal based on a sampling frequency and measuring the frequency of the input signal based on a signal spectrum including a folded component of the sampled sampling signal. it can.
この周波数測定方法における第1の周波数変換制御ステップでは、前記入力信号を複数に分岐した各分岐信号のうち、一の前記分岐信号以外の他の各前記分岐信号の各々の周波数を、それぞれ異なる周波数分偏移した各偏移周波数に各々変換する制御を行うことができる。 In the first frequency conversion control step in this frequency measurement method, among the branch signals obtained by branching the input signal into a plurality of frequencies, the frequencies of the other branch signals other than the one branch signal are set to different frequencies. It is possible to perform control for conversion to each shifted frequency.
また、検出ステップでは、前記入力信号の周波数の前記一の分岐信号及び前記偏移周波数の前記他の各分岐信号を各々サンプリングし、各前記分岐信号の折り返し成分を含む各サンプリング信号の各信号スペクトラムの周波数を各々検出することができる。 In the detection step, each signal spectrum of each sampling signal that samples each of the one branch signal of the frequency of the input signal and each of the other branch signals of the shift frequency and includes a aliasing component of each branch signal. Can be detected respectively.
さらに、第1の周波数判定制御ステップでは、前記入力信号の周波数が、周波数領域を複数に分割した各周波数分割領域のうちいずれか一つの領域にあるときに、前記折り返し成分を含む各前記信号スペクトラムが出現する各前記周波数分割領域の組み合わせを示す出現パターン情報と、前記検出ステップにて検出された各前記信号スペクトラムの検出出現パターンとに基づいて、前記入力信号の前記周波数分割領域を判定し、測定周波数として出力する制御を行うことができる。 Further, in the first frequency determination control step, each signal spectrum including the aliasing component when the frequency of the input signal is in any one of the frequency division regions obtained by dividing the frequency region into a plurality of frequency regions. And determining the frequency division region of the input signal based on the appearance pattern information indicating the combination of the frequency division regions in which each appears and the detected appearance pattern of each signal spectrum detected in the detection step, Control to output as a measurement frequency can be performed.
また、前記第1の周波数判定制御ステップでは、前記検出ステップにて検出された各前記信号スペクトラムが、ゼロ周波数から前記サンプリング周波数Fsまでの各周波数分割領域のうち(1/2)Fs以下の各前記周波数分割領域にて、各サンプリング信号の(1/2)Fs以上の信号スペクトラムの折り返し成分の出現パターンに基づいて、前記入力信号の(1/2)Fs以上の周波数を判定する制御を行うことができる。 In the first frequency determination control step, each signal spectrum detected in the detection step is equal to or less than (1/2) Fs in each frequency division region from zero frequency to the sampling frequency Fs. In the frequency division region, control is performed to determine the frequency of (1/2) Fs or more of the input signal based on the appearance pattern of the aliasing component of the signal spectrum of (1/2) Fs or more of each sampling signal. be able to.
また、前記第1の周波数変換制御ステップでは、前記入力信号をn個に分岐した第1〜第nの分岐信号(nは正の整数)のうち、前記第2〜第nの分岐信号の周波数を、サンプリング周波数Fsに対して
(1/2n)Fs、又は(1/2n)Fs+(1/2)Fs周波数分偏移した偏移周波数に各々変換することができる。この際、前記第1の周波数判定制御ステップでは、前記各信号スペクトラムの前記出現パターンが、Fs/2n周波数毎に分割された各周波数分割領域のいずれの前記周波数分割領域に属するかに基づいて、前記入力信号の周波数を判定する制御を行うことができる。
In the first frequency conversion control step, the frequency of the second to n-th branch signals among the first to n-th branch signals (n is a positive integer) obtained by branching the input signal into n. Can be converted into a shift frequency shifted by (1 / 2n) Fs or (1 / 2n) Fs + (1/2) Fs frequency with respect to the sampling frequency Fs. At this time, in the first frequency determination control step, based on which frequency division region of each frequency division region divided for each Fs / 2n frequency the appearance pattern of each signal spectrum belongs to. Control for determining the frequency of the input signal can be performed.
また、前記第1の周波数変換制御ステップでは、前記入力信号を分岐した第1の分岐信号及び第2の分岐信号のうち、前記第2の分岐信号の周波数を、サンプリング周波数Fsの1/4又は3/4周波数分だけ偏移した偏移周波数に変換することができる。この際に、前記第1の周波数判定制御ステップでは、前記各信号スペクトラムの前記出現パターンが、Fs/4周波数毎に分割された各周波数分割領域のいずれの前記周波数分割領域に属するかに基づいて、前記入力信号の周波数を判定する制御を行うことができる。 In the first frequency conversion control step, the frequency of the second branch signal of the first branch signal and the second branch signal branched from the input signal is set to 1/4 of the sampling frequency Fs or It is possible to convert to a shifted frequency shifted by 3/4 frequency. At this time, in the first frequency determination control step, the appearance pattern of each signal spectrum is based on which frequency division region of each frequency division region divided for each Fs / 4 frequency. Control for determining the frequency of the input signal can be performed.
さらに、前記第1の周波数判定制御ステップでは、前記入力信号の各周波数に対応した前記出現パターンの組み合わせが、異なる各周波数で同一とならないような、前記偏移及び前記各周波数分割領域の大きさにて規定される出現パターンに基づいて、前記入力信号の周波数を判定する制御を行うことができる。 Further, in the first frequency determination control step, the shift and the size of each frequency division region are such that the combination of the appearance patterns corresponding to each frequency of the input signal is not the same at different frequencies. Control for determining the frequency of the input signal can be performed based on the appearance pattern defined in.
また上記構成部材の数、位置、形状等は上記実施の形態に限定されず、本発明を実施する上で好適な数、位置、形状等にすることができる。 Further, the number, position, shape, and the like of the constituent members are not limited to the above-described embodiment, and can be set to a suitable number, position, shape, and the like for carrying out the present invention.
上述の周波数測定装置は、プログラム制御により動作するように構成してもよく、ネットワーク関連の機能を有し、デスクトップ、ラップトップコンピュータその他無線・有線通信機能を有する情報機器、またはこれに類するコンピュータなどいかなるコンピュータでもよく、移動式・固定式を問わない。 The above-described frequency measurement device may be configured to operate under program control, has a network-related function, and is a desktop, laptop computer, other information device having a wireless / wired communication function, or a similar computer, etc. Any computer can be used, mobile or fixed.
その場合、周波数測定装置のハードウエア構成は、種々の情報等を表示するための表示手段(スクリーン)、この表示手段の表示画面上(の各種入力欄等)にデータを操作入力するための操作入力手段(例えばキーボード・マウス等)、各種信号・データを送受信するための送受信手段(通信手段)、各種プログラム・各種データを記憶しておく記憶手段(例えばメモリ、ハードディスク等)、これらの制御を司る制御手段(例えばCPU等)などを有してもよい。 In that case, the hardware configuration of the frequency measuring device is a display means (screen) for displaying various information, etc., and an operation for operating and inputting data on the display screen (various input fields, etc.) of this display means. Input means (for example, keyboard / mouse), transmission / reception means (communication means) for transmitting / receiving various signals / data, storage means for storing various programs / various data (for example, memory, hard disk, etc.), control of these You may have a control means (for example, CPU etc.) which manages.
(プログラム)
また、前述した実施形態の機能を実現する本発明のソフトウエアのプログラムは、前述した各実施の形態における各種ブロック図などに示された処理部(処理手段)、機能などに対応したプログラムや、フローチャートなどに示された処理手順、処理手段、機能などに対応したプログラムや、図に示すデータ構造を利用するプログラムなどにおいて各々処理される各処理プログラム、本明細書で全般的に記述される方法(ステップ)、説明された処理、データ(例えば、周波数判定テーブル等)の全体もしくは各部を含む。
(program)
Further, the software program of the present invention that realizes the functions of the above-described embodiments is a program corresponding to the processing unit (processing means), functions, etc. shown in the various block diagrams in each of the above-described embodiments, Each processing program processed in a program corresponding to the processing procedure, processing means, function, etc. shown in the flowchart etc., a program using the data structure shown in the figure, etc., a method generally described in this specification (Step), the entire processing or data of the described processing and data (for example, a frequency determination table).
具体的には、本発明の周波数測定プログラムは、入力信号をサンプリング周波数に基づいてサンプリングし、このサンプリングされたサンプリング信号の折り返し成分を含む信号スペクトラムに基づいて前記入力信号の周波数を測定する処理をコンピュータに実行させる周波数測定プログラムを対象とするものである。 Specifically, the frequency measurement program according to the present invention performs processing for sampling an input signal based on a sampling frequency and measuring the frequency of the input signal based on a signal spectrum including a aliasing component of the sampled sampling signal. This is intended for a frequency measurement program to be executed by a computer.
この周波数測定プログラムは、前記入力信号を複数に分岐した各分岐信号のうち、一の前記分岐信号以外の他の各前記分岐信号の各々の周波数を、それぞれ異なる周波数分偏移した各偏移周波数に各々変換する制御を行う第1の周波数変換制御機能(例えば図11に示すステップS101など)を含む機能をコンピュータに実行させることができる。 The frequency measurement program is configured such that, among the branch signals obtained by branching the input signal into a plurality, the respective shift frequencies obtained by shifting the frequencies of the branch signals other than the branch signal by different frequencies. It is possible to cause the computer to execute a function including a first frequency conversion control function (for example, step S101 shown in FIG. 11) for performing control for conversion into each of the above.
また、周波数測定プログラムは、前記入力信号の周波数の前記一の分岐信号及び前記偏移周波数の前記他の各分岐信号を各々サンプリングし、各前記分岐信号の折り返し成分を含む各サンプリング信号の各信号スペクトラムの周波数を各々検出する制御を行う検出制御機能(例えば図11に示すステップS102とステップS103からなるステップ)を含む機能をコンピュータに実行させることができる。 Further, the frequency measurement program samples each of the one branch signal of the frequency of the input signal and each of the other branch signals of the deviation frequency, and each signal of each sampling signal including the aliasing component of each branch signal. It is possible to cause the computer to execute a function including a detection control function (for example, step S102 and step S103 shown in FIG. 11) for performing control for detecting each frequency of the spectrum.
さらに、周波数測定プログラムは、前記入力信号の周波数が、周波数領域を複数に分割した各周波数分割領域のうちいずれか一つの領域にあるときに、前記折り返し成分を含む各前記信号スペクトラムが出現する各前記周波数分割領域の組み合わせを示す出現パターン情報と、前記検出機能にて検出された各前記信号スペクトラムの検出出現パターンとに基づいて、前記入力信号の前記周波数分割領域を判定し、測定周波数として出力する制御を行う第1の周波数判定制御機能(例えば図11に示すステップS104など)を含む機能をコンピュータに実行させることができる。 Further, the frequency measurement program may be configured such that each signal spectrum including the aliasing component appears when the frequency of the input signal is in any one of the frequency division regions obtained by dividing the frequency region into a plurality of frequency regions. Based on the appearance pattern information indicating the combination of the frequency division regions and the detection appearance pattern of each signal spectrum detected by the detection function, the frequency division region of the input signal is determined and output as a measurement frequency It is possible to cause the computer to execute a function including a first frequency determination control function (for example, step S104 shown in FIG. 11) for performing the control.
また、前記第1の周波数判定制御機能では、前記検出制御機能にて検出された各前記信号スペクトラムが、ゼロ周波数から前記サンプリング周波数Fsまでの各周波数分割領域のうち(1/2)Fs以下の各前記周波数分割領域にて、各サンプリング信号の(1/2)Fs以上の信号スペクトラムの折り返し成分の出現パターンに基づいて、前記入力信号の(1/2)Fs以上の周波数を判定する制御を行うことができる。 In the first frequency determination control function, each signal spectrum detected by the detection control function is equal to or less than (1/2) Fs in each frequency division region from zero frequency to the sampling frequency Fs. Control for determining the frequency of (1/2) Fs or more of the input signal based on the appearance pattern of the aliasing component of the signal spectrum of (1/2) Fs or more of each sampling signal in each of the frequency division regions. It can be carried out.
さらに、前記第1の周波数変換制御機能では、前記入力信号をn個に分岐した第1〜第nの分岐信号(nは正の整数)のうち、前記第2〜第nの分岐信号の周波数を、サンプリング周波数Fsに対して
(1/2n)Fs、又は(1/2n)Fs+(1/2)Fs周波数分偏移した偏移周波数に各々変換することができる。この場合、前記第1の周波数判定制御機能では、前記各信号スペクトラムの前記出現パターンが、Fs/2n周波数毎に分割された各周波数分割領域のいずれの前記周波数分割領域に属するかに基づいて、前記入力信号の周波数を判定する制御を行うことができる。
Furthermore, in the first frequency conversion control function, the frequency of the second to n-th branch signals among the first to n-th branch signals (n is a positive integer) obtained by branching the input signal into n. Can be converted into a shift frequency shifted by (1 / 2n) Fs or (1 / 2n) Fs + (1/2) Fs frequency with respect to the sampling frequency Fs. In this case, in the first frequency determination control function, based on which frequency division region of each frequency division region divided for each Fs / 2n frequency the appearance pattern of each signal spectrum belongs to. Control for determining the frequency of the input signal can be performed.
また、前記第1の周波数変換制御機能では、前記入力信号を分岐した第1の分岐信号及び第2の分岐信号のうち、前記第2の分岐信号の周波数を、サンプリング周波数Fsの1/4又は3/4周波数分だけ偏移した偏移周波数に変換することができる。この場合、前記第1の周波数判定制御機能では、前記各信号スペクトラムの前記出現パターンが、Fs/4周波数毎に分割された各周波数分割領域のいずれの前記周波数分割領域に属するかに基づいて、前記入力信号の周波数を判定する制御を行うことができる。 In the first frequency conversion control function, the frequency of the second branch signal of the first branch signal and the second branch signal branched from the input signal is set to 1/4 of the sampling frequency Fs or It is possible to convert to a shifted frequency shifted by 3/4 frequency. In this case, in the first frequency determination control function, based on which frequency division region of each frequency division region divided for each Fs / 4 frequency the appearance pattern of each signal spectrum belongs to. Control for determining the frequency of the input signal can be performed.
さらに、前記第1の周波数判定制御機能では、前記入力信号の各周波数に対応した前記出現パターンの組み合わせが、異なる各周波数で同一とならないような、前記偏移及び前記各周波数分割領域の大きさにて規定される出現パターンに基づいて、前記入力信号の周波数を判定する制御を行うこともできる。 Furthermore, in the first frequency determination control function, the shift and the size of each frequency division region are such that the combination of the appearance patterns corresponding to each frequency of the input signal is not the same at different frequencies. Control for determining the frequency of the input signal can also be performed based on the appearance pattern defined in.
また、周波数測定プログラムは、ゼロ周波数からサンプリング周波数までを通過帯域として、前記各分岐信号の前記通過帯域外の周波数成分を帯域制限する制御を行う第1の帯域制限制御機能をさらにコンピュータに実行させることもできる。この場合、前記第1の周波数判定制御機能では、前記サンプリング周波数以下の各周波数分割領域での前記入力信号の周波数を判定する制御を行うこともできる。 Further, the frequency measurement program causes the computer to further execute a first band limitation control function for performing a band limitation on a frequency component outside the pass band of each branch signal with a pass band from zero frequency to a sampling frequency. You can also In this case, the first frequency determination control function can perform control for determining the frequency of the input signal in each frequency division region equal to or lower than the sampling frequency.
さらに、周波数測定プログラムは、前記入力信号の周波数のうちサンプリング周波数以上の特定周波数までの広帯域を通過帯域として、前記各分岐信号の前記通過帯域外の周波数成分を帯域制限する制御を行う第2の帯域制限制御機能をさらにコンピュータに実行させることができる。 Further, the frequency measurement program performs control for band-limiting frequency components outside the passband of each branch signal, with a wideband up to a specific frequency equal to or higher than the sampling frequency among the frequencies of the input signal as a passband. The bandwidth limitation control function can be further executed by the computer.
また、前記第1の周波数判定制御機能では、前記第2の帯域制限制御機能にて帯域制限された信号を分岐した各分岐信号に基づいて、アンダーサンプリングによる折り返し成分の各信号スペクトラムの出現パターンから、前記入力信号の周波数を判定する制御を行うことができる。 In the first frequency determination control function, based on each branch signal obtained by branching the signal band-limited by the second band-limit control function, the appearance pattern of each signal spectrum of the aliasing component by undersampling is used. Control for determining the frequency of the input signal can be performed.
さらに、周波数測定プログラムは、前記第2の帯域制限制御機能にて帯域制限された信号を分岐した各分岐信号のうち、一の前記分岐信号に基づいて、粗測での周波数を測定する粗測周波数測定機能と、前記一の分岐信号及びニの分岐信号以外の他の各前記分岐信号を前記第1の周波数変換制御機能にて周波数変換し、前記ニの分岐信号と前記他の各分岐信号に基づいて判定される前記第2の周波数判定制御機能での精測周波数推定結果と、前記粗測周波数測定機能での粗測周波数推定結果とに基づいて、前記入力信号の周波数の判定制御を行う第2の周波数判定制御機能とをさらにコンピュータに実行させることもできる。 Further, the frequency measurement program is configured to perform rough measurement to measure a rough measurement frequency based on one of the branch signals obtained by branching the signal whose band is limited by the second band limitation control function. The frequency measurement function and the other branch signals other than the one branch signal and the second branch signal are frequency-converted by the first frequency conversion control function, the second branch signal and the other branch signals. On the basis of the precise frequency estimation result in the second frequency determination control function determined based on and the coarse frequency estimation result in the coarse frequency measurement function, the frequency determination control of the input signal is performed. The second frequency determination control function to be performed can be further executed by the computer.
また、周波数測定プログラムは、前記第2の帯域制限制御機能を実行させる前に、前記第2の周波数判定制御機能による測定可能周波数をfbとしたとき、fb×M(Mは、正の整数)単位での前記入力信号の周波数を変換する制御を行う第2の周波数変換制御機能をさらにコンピュータに実行させることもできる。 In addition, the frequency measurement program has fb × M (M is a positive integer), where fb is a measurable frequency by the second frequency determination control function before executing the second band limitation control function. It is also possible to cause the computer to further execute a second frequency conversion control function for performing control for converting the frequency of the input signal in units.
プログラムは、オブジェクトコード、インタプリタにより実行されるプログラム、OSに供給するスクリプトデータ等、プログラムの形態を問わない。プログラムは、高水準プロシージャ型またはオブジェクト指向プログラミング言語で、あるいは必要に応じてアセンブリまたはマシン言語で実装することができる。いずれの場合も、言語はコンパイラ型またはインタープリタ型言語であってもよい。上述の周波数測定プログラムを、一般のパソコンや携帯型情報端末などで動作可能なアプリケーションソフトに組み込んだものも含む。 The program may be in any form such as an object code, a program executed by an interpreter, or script data supplied to the OS. The program can be implemented in a high level procedural or object oriented programming language, or in assembly or machine language as required. In either case, the language may be a compiler or interpreted language. Also included are those in which the above-described frequency measurement program is incorporated in application software that can be operated on a general personal computer or a portable information terminal.
プログラムを供給する手法としては、電気通信回線(有線、無線を問わない)によってコンピュータと通信可能に接続された外部の機器から前記電気通信回線を通じて提供することも可能である。例えば、コンピュータのブラウザを用いてインターネットのホームページに接続し、該ホームページからプログラムそのもの、もしくは圧縮され自動インストール機能を含むファイルをハードディスク等の記録媒体にダウンロードすることによっても供給できる。また、プログラムを構成するプログラムコードを複数のファイルに分割し、それぞれのファイルを異なるホームページからダウンロードすることによっても実現可能である。つまり、本発明の機能処理をコンピュータで実現するためのプログラムファイルを複数のユーザに対してダウンロードさせるサーバも、本発明の範囲に含まれるものである。 As a method of supplying the program, it is also possible to provide the program from an external device that is communicably connected to the computer via an electric communication line (whether wired or wireless). For example, the program can be supplied by connecting to a homepage on the Internet using a browser on a computer and downloading the program itself or a compressed file including an automatic installation function from the homepage to a recording medium such as a hard disk. It can also be realized by dividing the program code constituting the program into a plurality of files and downloading each file from a different home page. That is, a server that allows a plurality of users to download a program file for realizing the functional processing of the present invention on a computer is also included in the scope of the present invention.
本発明の周波数測定プログラムによれば、当該制御プログラムを格納するROM等の記憶媒体から、当該周波数測定プログラムをコンピュータ(CPU)に読み込んで実行させれば、或いは、当該周波数測定プログラムを、通信手段を介してコンピュータにダウンロードさせた後に実行させれば、上述した本発明に係る周波数測定装置を比較的簡単に実現できる。発明の思想の具現化例として周波数測定装置のソフトウェアとなる場合には、かかるソフトウェアを記憶した記憶媒体上においても当然に存在し、利用される。 According to the frequency measurement program of the present invention, the frequency measurement program is read from a storage medium such as a ROM storing the control program into a computer (CPU) and executed, or the frequency measurement program is transmitted to the communication means. The above-described frequency measurement device according to the present invention can be realized relatively easily if it is executed after being downloaded via a computer. When the software of the frequency measuring device is embodied as an embodiment of the idea of the invention, it naturally exists and is used on a storage medium storing such software.
また、プログラムは、一次複製品、二次複製品などの複製段階については全く問う余地無く同等である。プログラムの供給方法として通信回線を利用して行なう場合であれば通信回線が伝送媒体となって本発明が利用されることになる。 Moreover, the program is the same without any question about the copying stage of the primary copy product, the secondary copy product, etc. If the program is supplied using a communication line, the communication line becomes a transmission medium and the present invention is used.
また、本発明のデータ構造は、入力信号をサンプリング周波数に基づいてサンプリングし、このサンプリングされたサンプリング信号の折り返し成分を含む信号スペクトラムに基づいて前記入力信号の周波数を測定する処理をコンピュータが行うのに用いられるデータ構造を対象とするものである。 In the data structure of the present invention, the computer performs a process of sampling the input signal based on the sampling frequency and measuring the frequency of the input signal based on the signal spectrum including the aliasing component of the sampled sampling signal. It is intended for the data structure used in
このデータ構造は、前記入力信号の周波数が、周波数領域を複数に分割した各周波数分割領域のうちいずれか一つの領域にあるときに、前記折り返し成分を含む各前記信号スペクトラムが出現する各前記周波数分割領域の組み合わせを示す出現パターン情報を前記入力信号の各周波数に応じて格納した第1構造(例えば、図4、図16、図17、図18、図19、図21などの各種テーブルなど)を有する。 In this data structure, each frequency at which each signal spectrum including the aliasing component appears when the frequency of the input signal is in any one of the frequency division regions obtained by dividing the frequency region into a plurality of frequency regions. A first structure in which appearance pattern information indicating a combination of divided areas is stored in accordance with each frequency of the input signal (for example, various tables in FIGS. 4, 16, 17, 18, 19, and 21). Have
前記第1構造は、コンピュータが、前記入力信号を複数に分岐した各分岐信号のうち、一の前記分岐信号以外の他の各前記分岐信号の各々の周波数を、それぞれ異なる周波数分偏移した各偏移周波数に各々変換する制御をし、前記入力信号の周波数の前記一の分岐信号及び前記偏移周波数の前記他の各分岐信号を各々サンプリングし、各前記分岐信号の折り返し成分を含む各サンプリング信号の各信号スペクトラムの周波数を各々検出する制御をし、その検出された各前記信号スペクトラムの検出出現パターンと、出現パターン情報とに基づいて、前記入力信号の前記周波数分割領域を判定し、測定周波数として出力する制御を行う処理に利用されるものである。 In the first structure, each of the branch signals obtained by branching the input signal into a plurality of branch signals other than the one branch signal is shifted by a different frequency. Control each conversion to a shift frequency, sample each of the one branch signal of the frequency of the input signal and each of the other branch signals of the shift frequency, and each sampling including the aliasing component of each branch signal Control the detection of each frequency of each signal spectrum of the signal, determine the frequency division region of the input signal based on the detected appearance pattern of each signal spectrum and the appearance pattern information, and measure It is used for processing for performing control to output as a frequency.
(情報記録媒体)
また、周波数測定プログラムおよびデータ構造を、情報記録媒体に記録した構成であってもよい。情報記録媒体には、プログラムを含むアプリケーションプログラムが格納されており、コンピュータが当該情報記録媒体からアプリケーションプログラムを読み出し、当該アプリケーションプログラムをハードディスクにインストールすることが可能である。これにより、上述のプログラムは、磁気記録媒体、光記録媒体あるいはROMなどの情報記録媒体に記録してプログラムを提供することができる。そのようなプログラムが記録された情報記録媒体を、コンピュータにおいて使用することは、好都合な情報処理装置を構成する。
(Information recording medium)
Moreover, the structure which recorded the frequency measurement program and the data structure on the information recording medium may be sufficient. An application program including a program is stored in the information recording medium, and a computer can read the application program from the information recording medium and install the application program on the hard disk. Thus, the program can be provided by being recorded on an information recording medium such as a magnetic recording medium, an optical recording medium, or a ROM. Use of an information recording medium in which such a program is recorded in a computer constitutes a convenient information processing apparatus.
プログラムを供給するための情報記録媒体としては、例えばROM、RAM、フラッシュメモリやSRAM等の半導体メモリ並びに集積回路、あるいはそれらを含むUSBメモリやメモリカード、光ディスク、光磁気ディスク、磁気記録媒体等を用いてよく、さらに、フレキシブルディスク、CD−ROM、CD―R、CD―RW、FD、DVDROM、HDDVD(HDDVD−R−SL<1層>、 HDDVD−R−DL<2層>、HDDVD−RW−SL、HDDVD−RW−DL、HDDVD−RAM−SL)、DVD±R−SL、DVD±R−DL、DVD±RW−SL、DVD±RW−DL、DVD−RAM、Blu−Ray Disk<登録商標>(BD−RーSL、BD−R−DL、BD−RE−SL、BD−RE−DL)、MO、ZIP、磁気カード、磁気テープ、SDカード、メモリスティック、不揮発性メモリカード、ICカード、等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置、等に記録して構成して用いてよい。 As an information recording medium for supplying the program, for example, ROM, RAM, semiconductor memory such as flash memory and SRAM, and an integrated circuit, or a USB memory, memory card, optical disk, magneto-optical disk, magnetic recording medium and the like including them. Further, flexible disk, CD-ROM, CD-R, CD-RW, FD, DVDROM, HDDVD (HDDVD-R-SL <1 layer>, HDDVD-R-DL <2 layers>, HDDVD-RW) -SL, HDDVD-RW-DL, HDDVD-RAM-SL), DVD ± R-SL, DVD ± R-DL, DVD ± RW-SL, DVD ± RW-DL, DVD-RAM, Blu-Ray Disk <registration Trademark> (BD-R-SL, BD-R-DL, BD-RE-SL, BD-RE-DL), MO It is recorded on a portable medium such as ZIP, magnetic card, magnetic tape, SD card, memory stick, non-volatile memory card, IC card, etc., a storage device such as a hard disk built in a computer system, etc. Good.
さらに「情報記録媒体」は、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムを送信する場合の通信線のように、短時間の間、動的にプログラムを保持するもの(伝送媒体ないしは伝送波)、その場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリのように、一定時間プログラムを保持しているものも含むものとする。 Furthermore, the “information recording medium” is a medium that dynamically holds a program for a short time (transmission medium), such as a communication line when transmitting a program via a network such as the Internet or a communication line such as a telephone line. Or a transmission wave), a volatile memory inside a computer system serving as a server or a client in that case, and those holding a program for a certain period of time.
また、コンピュータ上で稼働しているOS、端末(例えば携帯電話など)上のRTOS等が処理の一部又は全部を行う場合にも、上記実施の形態と同等の機能を実現できると共に、同等の効果を得ることができる。 In addition, when an OS running on a computer, an RTOS on a terminal (for example, a mobile phone) performs part or all of the processing, the same functions as those in the above embodiment can be realized and An effect can be obtained.
さらに、プログラムを暗号化してCD−ROM等の記録媒体に格納してユーザに配布し、所定の条件をクリアしたユーザに対し、インターネットを介してホームページから暗号化を解く鍵情報をダウンロードさせ、その鍵情報を使用することにより暗号化されたプログラムを実行してコンピュータにインストールさせて実現することも可能である。この場合、本発明の構成は、プログラムの各構成要素(各種の手段、ステップ及びデータ)と、前記プログラム(各種の手段、ステップ及びデータ)を暗号化する暗号化手段と、を含んでよい。 Furthermore, the program is encrypted, stored in a recording medium such as a CD-ROM, distributed to the user, and the user who clears the predetermined condition is allowed to download key information for decryption from the homepage via the Internet, and It is also possible to execute the encrypted program by using the key information and install the program on a computer. In this case, the configuration of the present invention may include each component (various means, steps and data) of the program and encryption means for encrypting the program (various means, steps and data).
また、上記実施の形態の周波数測定装置と、この周波数測定装置と通信可能に形成された管理装置とによる周波数測定システムを構成してもよい。この場合の周波数測定システムでは、クライアントサーバーシステムに限らず、サーバを介さずに端末同士がネットワークを組み、相互にデータを送受信するピアツーピア(Peer To Peer)通信によるシステムであってもよい。その際、管理装置は、ピア・ツゥ・ピア方式におけるマスタ端末であってもよい。また、このような「周波数測定システム」を、他の「情報処理システム」と統合したシステムとして、これら全体を「システム」として構成することも一向に構わない。「情報処理システム」には、OSや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。 Moreover, you may comprise the frequency measurement system by the frequency measurement apparatus of the said embodiment, and the management apparatus formed so that communication with this frequency measurement apparatus was possible. The frequency measurement system in this case is not limited to the client server system, and may be a system based on peer-to-peer (Peer To Peer) communication in which terminals form a network without using a server and transmit / receive data to / from each other. In that case, the management apparatus may be a master terminal in a peer-to-peer system. It is also possible to configure such a “frequency measurement system” as a system integrated with other “information processing systems” as a “system”. The “information processing system” includes an OS and hardware such as peripheral devices.
さらに、上述のプログラムなどが搭載される情報処理装置としては、サーバは、例えばパーソナルコンピュータに限らず、各種サーバー、EWS(エンジニアリングワークステーション)、中型コンピュータ、メインフレームなどが挙げられる。情報端末は、以上の例に加えて、携帯型情報端末、各種モバイル端末、PDA、携帯電話機、ウエアラブル情報端末、種々の(携帯型などの)テレビ・DVDレコーダ・各種音響機器及びそのリモコン、各種情報通信機能を搭載した家電機器、ネットワーク機能を有するゲーム機器等からも利用できる構成としても構わない。あるいは、これらの端末に表示されるアプリケーションとして改良されたものも本発明の範囲に含めることができる。 Furthermore, as an information processing apparatus in which the above-described program or the like is installed, the server is not limited to a personal computer, for example, but includes various servers, EWS (engineering workstation), medium-sized computers, mainframes, and the like. In addition to the above examples, information terminals include portable information terminals, various mobile terminals, PDAs, mobile phones, wearable information terminals, various (such as portable) televisions, DVD recorders, various acoustic devices and their remote controllers, A configuration that can be used from home appliances equipped with an information communication function, game devices having a network function, and the like may also be used. Or what was improved as an application displayed on these terminals can also be included in the scope of the present invention.
また、上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良く、さらに前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるもの、いわゆる差分ファイル(差分プログラム)であっても良い。 Further, the program may be for realizing a part of the above-described functions, and further, a program that can realize the above-described functions in combination with a program already recorded in a computer system, a so-called difference file ( Difference program).
さらに、本明細書において、フローチャートに示されるステップは、記載された手順に従って時系列的に行われる処理はもちろん、必ずしも時系列的に処理されなくとも、並列的あるいは個別に実行される処理を含むものである。また、実装では、プログラム手順(ステップ)が実行される順序を変更することができる。さらに、実装の必要に応じて、本明細書で説明した特定の手順(ステップ)を、組み合わされた手順(ステップ)として実装、除去、追加、または再配置することができる。 Further, in the present specification, the steps shown in the flowchart include processes that are executed in parallel or individually even if they are not necessarily processed in time series, as well as processes that are executed in time series according to the described procedure. It is a waste. In the implementation, the order in which the program procedures (steps) are executed can be changed. Further, certain procedures (steps) described herein can be implemented, removed, added, or rearranged as a combined procedure (step) as needed for implementation.
さらに、装置の各手段、各機能、各ステップの手順の機能などのプログラムの機能を、専用のハードウエア(例えば専用の半導体回路等)によりその機能を達成してもよく、プログラムの全機能のうち一部の機能をハードウエアで処理し、全機能のうちさらに他の機能をソフトウエアで処理するようにしてもよい。専用のハードウエアの場合、各部を集積回路例えばLSIにて形成されてもよい。これらは個別に1チップ化されても良いし、一部または全部を含むように1チップ化されても良い。また、LSIには、ストリーミングエンジンなど他の機能ブロックが含まれていても良い。また、集積回路化の手法はLSIに限るものではなく、専用回路又は汎用プロセサで実現してもよい。さらには、半導体技術の進歩又は派生する別技術によりLSIに置き換わる集積回路化の技術が登場すれば、当然、その技術を用いて機能ブロックの集積化を行ってもよい。 Furthermore, the functions of the program such as each means of the apparatus, each function, and the procedure function of each step may be achieved by dedicated hardware (for example, a dedicated semiconductor circuit). Some of these functions may be processed by hardware, and other functions among all functions may be processed by software. In the case of dedicated hardware, each unit may be formed by an integrated circuit such as an LSI. These may be individually made into one chip, or may be made into one chip so as to include a part or all of them. Further, the LSI may include other functional blocks such as a streaming engine. Further, the method of circuit integration is not limited to LSI's, and implementation using dedicated circuitry or general purpose processors is also possible. Further, if integrated circuit technology comes out to replace LSI's as a result of the advancement of semiconductor technology or a derivative other technology, it is naturally also possible to carry out function block integration using this technology.
さらに、「通信」では、無線通信および有線通信は勿論、無線通信と有線通信とが混在した通信、即ち、ある区間では無線通信が行われ、他の区間では有線通信が行われるようなものであってもよい。さらに、ある装置から他の装置への通信が有線通信で行われ、他の装置からある装置への通信が無線通信で行われるようなものであってもよい。 Further, in “communication”, wireless communication and wired communication as well as communication in which wireless communication and wired communication are mixed, that is, wireless communication is performed in a certain section and wired communication is performed in another section. There may be. Further, communication from one device to another device may be performed by wired communication, and communication from another device to one device may be performed by wireless communication.
そして、この通信には通信網が含まれる。通信網を構成するネットワークとしては、例えば携帯電話回線網(基地局及び交換システムを含む)、公衆電話回線網、IP電話網、ISDN回線網などこれに類する各種回線網、インターネット(乃ち、TCP・IPプロトコルを用いた通信態様)やイントラネット、LAN(イーサネット:登録商標、やギガビットイーサネットなどを含む)、WAN、光ファイバー通信網、電力線通信網、ブロードバンド対応可能な各種専用回線網などいずれのハードウエア構成でもよい。さらに、ネットワークは、TCP・IPプロトコルの他、種々の通信プロトコルを用いたネットワークあるいはソフトウエア的に構築された仮想ネットワークやこれに類するあらゆるネットワークを含むネットワークなどいかなる通信プロトコルであってもよい。また、ネットワークは、有線に限らず、無線(衛星通信、各種高周波通信手段等を含む)ネットワーク(例えば、簡易電話システムや携帯電話のようなシングルキャリア通信システム、W―CDMAやIEEE802.11bに準拠した無線LANのようなスペクトラム拡散通信システム、IEEE802.11aやHiperLAN/2のようなマルチキャリア通信システム、などを含むネットワーク)であっても構わず、これらの組み合わせを利用してもよく、他のネットワークと接続されたシステムであってもよい。さらに、ネットワークは、ポイントツーポイント、ポイントツーマルチポイント、マルチポイントツーマルチポイントなど如何なる形態でもよい。 This communication includes a communication network. As a network constituting the communication network, for example, a cellular phone network (including base stations and switching systems), a public phone network, an IP phone network, an ISDN network, etc. Any hardware configuration such as communication mode using IP protocol), intranet, LAN (including Ethernet: registered trademark, gigabit Ethernet, etc.), WAN, optical fiber communication network, power line communication network, and various dedicated line networks compatible with broadband But you can. In addition to the TCP / IP protocol, the network may be any communication protocol such as a network using various communication protocols, a virtual network constructed in software, or a network including all similar networks. The network is not limited to a wired network, but includes a wireless (including satellite communication, various high-frequency communication means, etc.) network (for example, a single carrier communication system such as a simple telephone system or a cellular phone, W-CDMA, or IEEE 802.11b) Network including a spread spectrum communication system such as a wireless LAN, a multi-carrier communication system such as IEEE802.11a and HiperLAN / 2, etc., or a combination of these may be used. It may be a system connected to a network. Further, the network may take any form such as point-to-point, point-to-multipoint, multipoint-to-multipoint.
また、管理装置と周波数測定装置との間の通信構造に際し、いずれか一方又は双方に形成されるインタフェースの種類は、例えばパラレルインタフェース、USBインタフェース、IEEE1394、LANやWAN等のネットワークやその他これに類するもの、もしくは今後開発される如何なるインタフェースであっても構わない。 In the communication structure between the management device and the frequency measurement device, the type of interface formed on one or both of them is, for example, a parallel interface, a USB interface, IEEE 1394, a network such as a LAN or WAN, or the like. Or any interface that will be developed in the future.
さらに、各分岐信号のうち、一の分岐信号以外の他の各分岐信号の周波数を各々異なる周波数に各々偏移させ、サンプリングし高速フーリエ変換により、折り返し成分を含む各信号スペクトラムの出現パターンにより入力信号の周波数を決定する手法は、必ずしも実体のある装置に限られる必要はなく、その方法としても機能することは容易に理解できる。このため、方法にかかる発明も、必ずしも実体のある装置に限らず、その方法としても有効であることに相違はない。この場合、方法を実現するための一例として周波数測定装置なども含めることができる。 Furthermore, among the branch signals, the frequency of each branch signal other than one branch signal is shifted to a different frequency, sampled, and input by the appearance pattern of each signal spectrum including the aliasing component by fast Fourier transform. The method for determining the frequency of the signal is not necessarily limited to an actual apparatus, and it can be easily understood that the method also functions as the method. For this reason, the invention relating to the method is not necessarily limited to a substantial apparatus, and there is no difference that the method is also effective. In this case, a frequency measuring device or the like can be included as an example for realizing the method.
ところで、このような周波数測定装置は、単独で存在する場合もあるし、ある機器(例えば電子機器)に組み込まれた状態で利用されることもあるなど、発明の思想としてはこれに限らず、各種の態様を含むものである。従って、ソフトウェアであったりハードウェアであったりするなど、適宜、変更可能である。発明の思想の具現化例として周波数測定装置のソフトウェアとなる場合には、かかるソフトウェアを記憶した記憶媒体上においても当然に存在し、利用されるといわざるをえない。 By the way, such a frequency measurement device may exist alone or may be used in a state where it is incorporated in a certain device (for example, an electronic device). Various embodiments are included. Therefore, it can be changed as appropriate, such as software or hardware. When the software of the frequency measuring device is embodied as an embodiment of the idea of the invention, it naturally exists on a storage medium storing such software, and must be used.
さらに、一部がソフトウェアであって、一部がハードウェアで実現されている場合であってもよく、一部を記憶媒体上に記憶しておいて必要に応じて適宜読み込まれるような形態のものとしてあってもよい。本発明をソフトウェアで実現する場合、ハードウェアやオペレーティングシステムを利用する構成とすることも可能であるし、これらと切り離して実現することもできる。
実現方法は、オペレーティングシステムにおける所定の関数を呼び出して処理することも可能であれば、このような関数を呼び出すことなくハードウェアから入力することも可能である。そして、オペレーティングシステムの介在のもとで実現するとしても、プログラムが媒体に記録されて流通される過程においては、このプログラムだけで本発明を実施できるものと理解することができる。
さらに、方法,プログラム、データ構造における従属請求項を、装置における従属請求項と同様に対応して構成することも可能である。
Furthermore, it may be a case where a part is software and a part is realized by hardware, and a part is stored on a storage medium and is read as needed. It may be as a thing. When the present invention is realized by software, a configuration using hardware or an operating system may be used, or may be realized separately from these.
The realization method can call and process a predetermined function in the operating system, or can input from hardware without calling such a function. Even if the program is realized under the intervention of the operating system, it can be understood that the present invention can be implemented only by this program in the process of being recorded and distributed on the medium.
Furthermore, the dependent claims in the method, the program, and the data structure can be configured corresponding to the dependent claims in the apparatus.
さらに、上記各実施の形態には種々の段階が含まれており、開示される複数の構成要件における適宜な組み合わせにより種々の発明が抽出され得る。つまり、上述の各実施の形態同士、あるいはそれらのいずれかと各変形例のいずれかとの組み合わせによる例をも含む。この場合において、本実施形態において特に記載しなくとも、各実施の形態及びそれらの変形例に開示した各構成から自明な作用効果については、当然のことながら実施の形態の作用効果として含めることができる。逆に、本実施の形態に記載されたすべての作用効果を奏することのできる構成が、本発明の本質的特徴部分の必須構成要件であるとは限らない。また、実施の形態に示される全構成要件から幾つかの構成要件が削除された構成による実施の形態並びにその構成に基づく技術的範囲も発明になりうる。 Further, the above embodiments include various stages, and various inventions can be extracted by appropriately combining a plurality of disclosed constituent elements. In other words, examples include a combination of the above-described embodiments or a combination of any of them and any of the modifications. In this case, even if not specifically described in the present embodiment, the obvious effects from the respective configurations disclosed in the embodiments and their modifications are naturally included as the effects of the embodiments. it can. On the contrary, the configuration capable of exhibiting all the effects described in the present embodiment is not necessarily an essential component of the essential features of the present invention. In addition, an embodiment based on a configuration in which some of the configuration requirements are deleted from all the configuration requirements shown in the embodiment, and a technical scope based on the configuration may be an invention.
そして、各実施の形態及びそれらの変形例を含むこれまでの記述は、本発明の理解を容易にするために、本発明の多様な実施の形態のうちの一例の開示、すなわち、何れも本発明を実施するにあたっての具体化の例を示したものに過ぎず、例証するものであり、制限するものではなく、適宜変形及び/又は変更が可能である。本発明は、その技術思想、またはその主要な特徴に基づいて、様々な形で実施することができ、各実施の形態及びその変形例によって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。
従って、上記に開示された各要素は、本発明の技術的範囲に属する全ての設計変更や均等物を含む趣旨である。
In addition, the description so far including each of the embodiments and the modifications thereof is intended to facilitate the understanding of the present invention. The embodiments of the invention are merely shown as examples of implementation, are illustrative, not limiting, and can be modified and / or modified as appropriate. The present invention can be implemented in various forms based on its technical idea or its main features, and the technical scope of the present invention should not be construed in a limited manner by each embodiment and its modifications. It will not be.
Therefore, each element disclosed above is intended to include all design changes and equivalents belonging to the technical scope of the present invention.
本発明は、広帯域に拡散している信号の周波数測定や、広帯域のスペクトラム監視を要求される装置などに適用可能である。 The present invention can be applied to a device that requires frequency measurement of a signal spread in a wide band or broadband spectrum monitoring.
1、100、200 周波数測定装置
11 第1のフィルタ部
12、112、212 第1のA/D変換器
13、113、213 第1の周波数算出手段
14a、114a、214a 周波数判定テーブル
14b 周波数判定制御部
21、121、221 クロック分周手段
22、122、222 サンプリングクロック発生手段
23、123 周波数変換手段
31 第2のフィルタ部
32、132、232 第2のA/D変換器
33、133、233 第2の周波数算出手段
110、210 精測周波数測定手段
114b、214b 第1の周波数判定制御部
141、241 広帯域フィルタ
150、250 粗測周波数測定手段
151、251 第3の周波数算出手段
161、261 第2の周波数判定制御部
223 第1の周波数変換手段
242 第2の周波数変換手段
1000 周波数測定装置
1011 アンチエイリアスフィルタ
1012 A/D変換器
1013 周波数分析手段
1100 周波数測定装置
1111 LPF_L
1112 A/D変換器
1113 波形メモリL
1121 LPF_H
1122 A/D変換器
1123 波形メモリH
1130 サンプリングクロック発生手段
1141 周波数(L)算出手段
1142 周波数(H)算出手段
1143 合成手段
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1,100,200
1000
1112 A /
1121 LPF_H
1122 A /
1130 Sampling clock generation means 1141 Frequency (L) calculation means 1142 Frequency (H) calculation means 1143 Synthesis means
Claims (25)
前記入力信号を分岐した第1の分岐信号及び第2の分岐信号のうち、前記第2の分岐信号の周波数を、Fs/4又は(3/4)Fs周波数分だけ偏移した偏移周波数に変換する制御を行う第1の周波数変換制御手段と、
前記第1の分岐信号及び前記第2の分岐信号を各々サンプリングし、前記第1、第2の各分岐信号の各々の折り返し成分を含む各サンプリング信号の各信号スペクトラムの周波数を各々検出する検出手段と、
前記入力信号の周波数が、周波数領域をFs/4周波数毎に分割した各周波数分割領域のうちいずれか一つの領域にあるときに、前記折り返し成分を含む前記各信号スペクトラムが出現する前記各周波数分割領域の組み合わせを示す出現パターン情報を前記入力信号の各周波数に応じて格納した出現パターン情報格納手段と、
前記検出手段にて検出された前記各信号スペクトラムの検出出現パターンに基づいて、前記出現パターン情報格納手段の出現パターン情報を参照して前記検出出現パターンに対応する前記入力信号の前記周波数分割領域を判定し、測定周波数として出力する制御を行う第1の周波数判定制御手段と、
を含むことを特徴とする周波数測定装置。 A frequency measurement device that samples an input signal based on a sampling frequency Fs and measures the frequency of the input signal based on a signal spectrum including a folded component centered on (1/2) Fs of the sampled sampling signal. There,
Of the first branch signal and the second branch signal branched from the input signal, the frequency of the second branch signal is shifted to a shift frequency shifted by Fs / 4 or (3/4) Fs frequency. First frequency conversion control means for performing control for conversion;
Detection means for sampling each of the first branch signal and the second branch signal and detecting the frequency of each signal spectrum of each sampling signal including the aliasing component of each of the first and second branch signals. When,
Each frequency division in which each signal spectrum including the aliasing component appears when the frequency of the input signal is in any one of the frequency division regions obtained by dividing the frequency region into Fs / 4 frequencies. Appearance pattern information storage means for storing appearance pattern information indicating a combination of regions according to each frequency of the input signal;
Based on the detected appearance pattern of each signal spectrum detected by the detection means, the frequency division region of the input signal corresponding to the detected appearance pattern is determined by referring to the appearance pattern information of the appearance pattern information storage means. First frequency determination control means for performing control to determine and output as a measurement frequency;
A frequency measurement device comprising:
ゼロ周波数から前記サンプリング周波数までを通過帯域として、前記第1、第2の各分岐信号の前記通過帯域外の周波数成分を帯域制限する第1の帯域制限手段をさらに有し、
前記第1の周波数判定制御手段は、
前記サンプリング周波数以下の各周波数分割領域での前記入力信号の周波数を判定する制御を行うことを特徴とする周波数測定装置。 The frequency measurement device according to claim 1,
First band limiting means for band-limiting frequency components outside the pass band of the first and second branch signals, with a pass band from zero frequency to the sampling frequency,
The first frequency determination control means includes
A frequency measurement apparatus that performs control for determining a frequency of the input signal in each frequency division region equal to or lower than the sampling frequency.
前記第1の周波数判定制御手段は、
前記検出手段にて検出された各前記信号スペクトラムが、ゼロ周波数から前記サンプリング周波数Fsまでの各周波数分割領域のうち(1/2)Fs以下の各前記周波数分割領域にて、各サンプリング信号の(1/2)Fs以上の信号スペクトラムの折り返し成分の出現パターンに基づいて、前記入力信号の(1/2)Fs以上の周波数を判定する制御を行うものであることを特徴とする周波数測定装置。 The frequency measurement device according to claim 1,
The first frequency determination control means includes
Each of the signal spectrums detected by the detection means has a frequency spectrum of (1/2) Fs or less of each frequency division region from zero frequency to the sampling frequency Fs. A frequency measuring apparatus that performs control for determining a frequency of (½) Fs or more of the input signal based on an appearance pattern of a folded component of a signal spectrum of (½) Fs or more.
前記入力信号の周波数のうちサンプリング周波数以上の特定周波数までの広帯域を通過帯域として、前記入力信号の前記通過帯域外の周波数成分を帯域制限する第2の帯域制限手段をさらに有し、
前記第1の周波数判定制御手段は、
前記第2の帯域制限手段にて帯域制限された信号を分岐した前記第1、第2の各分岐信号に基づいて、アンダーサンプリングによる折り返し成分の各信号スペクトラムの出現パターンから、前記入力信号の周波数を判定する制御を行うことを特徴とする周波数測定装置。 The frequency measurement device according to claim 1,
A second band limiting means for band-limiting a frequency component outside the pass band of the input signal, with a wide band up to a specific frequency equal to or higher than a sampling frequency among the frequencies of the input signal as a pass band;
The first frequency determination control means includes
Based on the first and second branch signals obtained by branching the signal whose band is limited by the second band limiting unit, the frequency of the input signal is determined from the appearance pattern of each signal spectrum of the aliasing component by undersampling. A frequency measurement device that performs control for determining the frequency.
前記第2の帯域制限手段にて帯域制限された信号を分岐した第1〜第3の各分岐信号のうち、前記第3の分岐信号に基づいて、粗測での周波数を測定する粗測周波数測定手段と、
前記第2の分岐信号を前記第1の周波数変換制御手段にて周波数変換し、前記第1の分岐信号及び周波数変換された前記第2の分岐信号に基づいて判定される前記第1の周波数判定制御手段での精測周波数推定結果と、前記粗測周波数測定手段での粗測周波数推定結果とに基づいて、前記入力信号の周波数の判定制御を行う第2の周波数判定制御手段と、
をさらに有することを特徴とする周波数測定装置。 The frequency measurement device according to claim 4,
A rough measurement frequency for measuring a rough measurement frequency based on the third branch signal among the first to third branch signals obtained by branching the signal band-limited by the second band limit means. Measuring means;
The first frequency determination is performed on the basis of the first branch signal and the frequency-converted second branch signal by frequency-converting the second branch signal by the first frequency conversion control means. Second frequency determination control means for performing determination control of the frequency of the input signal based on the precise frequency estimation result in the control means and the coarse frequency estimation result in the coarse frequency measurement means;
The frequency measuring device further comprising:
前記第2の帯域制限手段の前段に配設され、前記第2の周波数判定制御手段による測定可能周波数をfbとしたとき、fb×M(Mは、正の整数)単位での前記入力信号の周波数を変換する第2の周波数変換制御手段をさらに有することを特徴とする周波数測定装置。 The frequency measurement device according to claim 5,
The input signal in units of fb × M (M is a positive integer), where fb is a frequency measurable by the second frequency determination control unit, which is arranged in front of the second band limiting unit. A frequency measuring apparatus further comprising second frequency conversion control means for converting a frequency.
前記入力信号を複数に分岐した各分岐信号のうち、一の前記分岐信号以外の他の各前記分岐信号の各々の周波数を、それぞれ異なる周波数分偏移した各偏移周波数に各々変換する制御を行う第1の周波数変換制御ステップと、
前記入力信号の周波数の前記一の分岐信号及び前記偏移周波数の前記他の各分岐信号を各々サンプリングし、前記各分岐信号の折り返し成分を含む各サンプリング信号の各信号スペクトラムの周波数を各々検出する検出ステップと、
前記入力信号の周波数が、周波数領域を複数に分割した各周波数分割領域のうちいずれか一つの領域にあるときに、前記折り返し成分を含む前記各信号スペクトラムが出現する前記各周波数分割領域の組み合わせを示す出現パターン情報と、前記検出ステップにて検出された前記各信号スペクトラムの検出出現パターンとに基づいて、前記入力信号の前記周波数分割領域を判定し、測定周波数として出力する制御を行う第1の周波数判定制御ステップと、
を含むことを特徴とする周波数測定方法。 A frequency measurement method for sampling an input signal based on a sampling frequency and measuring the frequency of the input signal based on a signal spectrum including a folded component of the sampled sampling signal,
Control that converts the frequency of each of the other branch signals other than one of the branch signals into a plurality of branched frequencies obtained by branching the input signal into a plurality of different shifted frequencies. A first frequency conversion control step to be performed;
The one branch signal of the frequency of the input signal and the other branch signals of the deviation frequency are sampled, and the frequency of each signal spectrum of each sampling signal including the aliasing component of each branch signal is detected. A detection step;
When the frequency of the input signal is in any one of the frequency division regions obtained by dividing the frequency region into a plurality, the combination of the frequency division regions in which each signal spectrum including the aliasing component appears First frequency control is performed to determine the frequency division region of the input signal based on the appearance pattern information to be shown and the detected appearance pattern of each signal spectrum detected in the detection step, and to output as a measurement frequency A frequency determination control step;
A frequency measurement method comprising:
前記第1の周波数判定制御ステップでは、
前記検出ステップにて検出された前記各信号スペクトラムが、ゼロ周波数から前記サンプリング周波数Fsまでの各周波数分割領域のうち(1/2)Fs以下の各前記周波数分割領域にて、各サンプリング信号の(1/2)Fs以上の信号スペクトラムの折り返し成分の出現パターンに基づいて、前記入力信号の(1/2)Fs以上の周波数を判定する制御を行うことを特徴とする周波数測定方法。 The frequency measurement method according to claim 7,
In the first frequency determination control step,
Each signal spectrum detected in the detection step has a frequency division region of (1/2) Fs or less in each frequency division region from zero frequency to the sampling frequency Fs. A frequency measurement method characterized by performing control to determine a frequency of (1/2) Fs or more of the input signal based on an appearance pattern of a folded component of a signal spectrum of (1/2) Fs or more.
前記第1の周波数変換制御ステップでは、
前記入力信号をn個に分岐した第1〜第nの分岐信号(nは正の整数)のうち、前記第2〜第nの分岐信号の周波数を、サンプリング周波数Fsに対して
(1/2n)Fs、又は(1/2n)Fs+(1/2)Fs周波数分偏移した偏移周波数に各々変換し、
前記第1の周波数判定制御ステップでは、
前記各信号スペクトラムの前記出現パターンが、Fs/2n周波数毎に分割された各周波数分割領域のいずれの前記周波数分割領域に属するかに基づいて、前記入力信号の周波数を判定する制御を行うことを特徴とする周波数測定方法。 The frequency measurement method according to claim 7,
In the first frequency conversion control step,
Of the first to n-th branch signals (n is a positive integer) obtained by branching the input signal into n, the frequency of the second to n-th branch signals is (1 / 2n) with respect to the sampling frequency Fs. ) Fs, or (1 / 2n) Fs + (1/2) Fs, respectively, converted to a shifted frequency,
In the first frequency determination control step,
Control to determine the frequency of the input signal based on which frequency division region of each frequency division region divided for each Fs / 2n frequency the appearance pattern of each signal spectrum belongs to. A characteristic frequency measurement method.
前記第1の周波数変換制御ステップでは、
前記入力信号を分岐した第1の分岐信号及び第2の分岐信号のうち、前記第2の分岐信号の周波数を、サンプリング周波数Fsの1/4又は3/4周波数分だけ偏移した偏移周波数に変換し、
前記第1の周波数判定制御ステップでは、
前記各信号スペクトラムの前記出現パターンが、Fs/4周波数毎に分割された各周波数分割領域のいずれの前記周波数分割領域に属するかに基づいて、前記入力信号の周波数を判定する制御を行うことを特徴とする周波数測定方法。 The frequency measurement method according to claim 7,
In the first frequency conversion control step,
Of the first branch signal and the second branch signal branched from the input signal, the frequency of the second branch signal is shifted by 1/4 or 3/4 of the sampling frequency Fs. Converted to
In the first frequency determination control step,
Control for determining the frequency of the input signal based on which frequency division region of each frequency division region divided for each Fs / 4 frequency the appearance pattern of each signal spectrum belongs to. A characteristic frequency measurement method.
前記第1の周波数判定制御ステップでは、
前記入力信号の各周波数に対応した前記出現パターンの組み合わせが、異なる各周波数で同一とならないような、前記偏移及び前記各周波数分割領域の大きさにて規定される出現パターンに基づいて、前記入力信号の周波数を判定する制御を行うことを特徴とする周波数測定方法。 The frequency measurement method according to claim 7,
In the first frequency determination control step,
Based on the appearance pattern defined by the shift and the size of each frequency division region, the combination of the appearance patterns corresponding to each frequency of the input signal is not the same at different frequencies, A frequency measurement method comprising performing control for determining a frequency of an input signal.
ゼロ周波数からサンプリング周波数までを通過帯域とする各第1の帯域制限手段により、前記各分岐信号の前記通過帯域外の周波数成分を帯域制限する第1の帯域制限ステップをさらに有し、
前記第1の周波数判定制御ステップでは、
前記サンプリング周波数以下の各周波数分割領域での前記入力信号の周波数を判定する制御を行うことを特徴とする周波数測定方法。 The frequency measurement method according to claim 7,
A first band limiting step of band-limiting frequency components outside the pass band of each branch signal by each first band limiting means having a pass band from zero frequency to the sampling frequency;
In the first frequency determination control step,
A frequency measurement method comprising performing control to determine a frequency of the input signal in each frequency division region equal to or lower than the sampling frequency.
前記入力信号の周波数のうちサンプリング周波数以上の特定周波数までの広帯域を通過帯域とする第2の帯域制限手段により、前記各分岐信号の前記通過帯域外の周波数成分を帯域制限する第2の帯域制限ステップをさらに有し、
前記第1の周波数判定制御ステップでは、
前記第2の帯域制限ステップにて帯域制限された信号を分岐した各分岐信号に基づいて、アンダーサンプリングによる折り返し成分の各信号スペクトラムの出現パターンから、前記入力信号の周波数を判定する制御を行うことを特徴とする周波数測定方法。 The frequency measurement method according to claim 7,
A second band restriction for band-limiting frequency components outside the pass band of each branch signal by a second band restriction unit having a wide band up to a specific frequency equal to or higher than the sampling frequency among the frequencies of the input signal. And further comprising steps
In the first frequency determination control step,
Control for determining the frequency of the input signal from the appearance pattern of each signal spectrum of the aliasing component due to undersampling is performed based on each branch signal obtained by branching the signal whose band is limited in the second band limiting step. A frequency measurement method characterized by the above.
前記第2の帯域制限ステップにて帯域制限された信号を分岐した各分岐信号のうち、一の前記分岐信号に基づいて、粗測での周波数を測定する粗測周波数測定ステップと、
前記一の分岐信号及びニの分岐信号以外の他の各前記分岐信号を前記第1の周波数変換制御ステップにて周波数変換し、前記ニの分岐信号と前記他の各分岐信号に基づいて判定される前記第2の周波数判定制御ステップでの精測周波数推定結果と、前記粗測周波数測定ステップでの粗測周波数推定結果とに基づいて、前記入力信号の周波数の判定制御を行う第2の周波数判定制御ステップと、
をさらに有することを特徴とする周波数測定方法。 The frequency measurement method according to claim 13,
A rough measurement frequency measurement step for measuring a frequency in rough measurement based on one of the branch signals among the branch signals obtained by branching the signal band-limited in the second band limit step;
The other branch signals other than the one branch signal and the second branch signal are frequency-converted in the first frequency conversion control step, and are determined based on the second branch signal and the other branch signals. A second frequency for performing a determination control of the frequency of the input signal based on the precise frequency estimation result in the second frequency determination control step and the coarse frequency estimation result in the coarse frequency measurement step. A judgment control step;
The frequency measurement method further comprising:
前記第2の帯域制限ステップの前に、前記第2の周波数判定制御ステップによる測定可能周波数をfbとしたとき、fb×M(Mは、正の整数)単位での前記入力信号の周波数を変換する第2の周波数変換制御ステップをさらに有することを特徴とする周波数測定方法。 The frequency measurement method according to claim 14, wherein
Prior to the second band limiting step, when the measurable frequency in the second frequency determination control step is fb, the frequency of the input signal is converted in units of fb × M (M is a positive integer). The frequency measurement method further comprising a second frequency conversion control step.
前記入力信号を複数に分岐した各分岐信号のうち、一の前記分岐信号以外の他の各前記分岐信号の各々の周波数を、それぞれ異なる周波数分偏移した各偏移周波数に各々変換する制御を行う第1の周波数変換制御機能と、
前記入力信号の周波数の前記一の分岐信号及び前記偏移周波数の前記他の各分岐信号を各々サンプリングし、前記各分岐信号の折り返し成分を含む各サンプリング信号の各信号スペクトラムの周波数を各々検出する制御を行う検出制御機能と、
前記入力信号の周波数が、周波数領域を複数に分割した各周波数分割領域のうちいずれか一つの領域にあるときに、前記折り返し成分を含む前記各信号スペクトラムが出現する前記各周波数分割領域の組み合わせを示す出現パターン情報と、前記検出機能にて検出された前記各信号スペクトラムの検出出現パターンとに基づいて、前記入力信号の前記周波数分割領域を判定し、測定周波数として出力する制御を行う第1の周波数判定制御機能と、
を含む機能をコンピュータに実行させることを特徴とする周波数測定プログラム。 A frequency measurement program that samples a input signal based on a sampling frequency, and causes a computer to execute a process of measuring the frequency of the input signal based on a signal spectrum including a folded component of the sampled sampling signal,
Control that converts the frequency of each of the other branch signals other than one of the branch signals into a plurality of branched frequencies obtained by branching the input signal into a plurality of different shifted frequencies. A first frequency conversion control function to be performed;
The one branch signal of the frequency of the input signal and the other branch signals of the deviation frequency are sampled, and the frequency of each signal spectrum of each sampling signal including the aliasing component of each branch signal is detected. A detection control function for performing control,
When the frequency of the input signal is in any one of the frequency division regions obtained by dividing the frequency region into a plurality, the combination of the frequency division regions in which each signal spectrum including the aliasing component appears First frequency control is performed to determine the frequency division region of the input signal based on the appearance pattern information to be displayed and the detected appearance pattern of each signal spectrum detected by the detection function, and to output as a measurement frequency Frequency judgment control function,
A frequency measurement program for causing a computer to execute a function including:
前記第1の周波数判定制御機能では、
前記検出制御機能にて検出された前記各信号スペクトラムが、ゼロ周波数から前記サンプリング周波数Fsまでの各周波数分割領域のうち(1/2)Fs以下の前記各周波数分割領域にて、各サンプリング信号の(1/2)Fs以上の信号スペクトラムの折り返し成分の出現パターンに基づいて、前記入力信号の(1/2)Fs以上の周波数を判定する制御を行うことを特徴とする周波数測定プログラム。 The frequency measurement program according to claim 16,
In the first frequency determination control function,
Each signal spectrum detected by the detection control function has a frequency division region of (1/2) Fs or less in each frequency division region from zero frequency to the sampling frequency Fs. A frequency measurement program for performing control for determining a frequency of (1/2) Fs or more of the input signal based on an appearance pattern of a folded component of a signal spectrum of (1/2) Fs or more.
前記第1の周波数変換制御機能では、
前記入力信号をn個に分岐した第1〜第nの分岐信号(nは正の整数)のうち、前記第2〜第nの分岐信号の周波数を、サンプリング周波数Fsに対して
(1/2n)Fs、又は(1/2n)Fs+(1/2)Fs周波数分偏移した偏移周波数に各々変換し、
前記第1の周波数判定制御機能では、
前記各信号スペクトラムの前記出現パターンが、Fs/2n周波数毎に分割された各周波数分割領域のいずれの前記周波数分割領域に属するかに基づいて、前記入力信号の周波数を判定する制御を行うことを特徴とする周波数測定プログラム。 The frequency measurement program according to claim 16,
In the first frequency conversion control function,
Of the first to n-th branch signals (n is a positive integer) obtained by branching the input signal into n, the frequency of the second to n-th branch signals is (1 / 2n) with respect to the sampling frequency Fs. ) Fs, or (1 / 2n) Fs + (1/2) Fs, respectively, converted to a shifted frequency,
In the first frequency determination control function,
Control to determine the frequency of the input signal based on which frequency division region of each frequency division region divided for each Fs / 2n frequency the appearance pattern of each signal spectrum belongs to. A featured frequency measurement program.
前記第1の周波数変換制御機能では、
前記入力信号を分岐した第1の分岐信号及び第2の分岐信号のうち、前記第2の分岐信号の周波数を、サンプリング周波数Fsの1/4又は3/4周波数分だけ偏移した偏移周波数に変換し、
前記第1の周波数判定制御機能では、
前記各信号スペクトラムの前記出現パターンが、Fs/4周波数毎に分割された各周波数分割領域のいずれの前記周波数分割領域に属するかに基づいて、前記入力信号の周波数を判定する制御を行うことを特徴とする周波数測定プログラム。 The frequency measurement program according to claim 16,
In the first frequency conversion control function,
Of the first branch signal and the second branch signal branched from the input signal, the frequency of the second branch signal is shifted by 1/4 or 3/4 of the sampling frequency Fs. Converted to
In the first frequency determination control function,
Control for determining the frequency of the input signal based on which frequency division region of each frequency division region divided for each Fs / 4 frequency the appearance pattern of each signal spectrum belongs to. A featured frequency measurement program.
前記第1の周波数判定制御機能では、
前記入力信号の各周波数に対応した前記出現パターンの組み合わせが、異なる各周波数で同一とならないような、前記偏移及び前記各周波数分割領域の大きさにて規定される出現パターンに基づいて、前記入力信号の周波数を判定する制御を行うことを特徴とする周波数測定プログラム。 The frequency measurement program according to claim 16,
In the first frequency determination control function,
Based on the appearance pattern defined by the shift and the size of each frequency division region, the combination of the appearance patterns corresponding to each frequency of the input signal is not the same at different frequencies, A frequency measurement program for performing control for determining the frequency of an input signal.
ゼロ周波数からサンプリング周波数までを通過帯域として、前記各分岐信号の前記通過帯域外の周波数成分を帯域制限する制御を行う第1の帯域制限制御機能を、
さらにコンピュータに実行させ、
前記第1の周波数判定制御機能では、
前記サンプリング周波数以下の各周波数分割領域での前記入力信号の周波数を判定する制御を行うことを特徴とする周波数測定プログラム。 The frequency measurement program according to claim 16,
A first band limiting control function for performing a band limiting control of frequency components outside the pass band of each branch signal, with a pass band from zero frequency to a sampling frequency,
And let the computer run
In the first frequency determination control function,
A frequency measurement program for performing control for determining the frequency of the input signal in each frequency division region below the sampling frequency.
前記入力信号の周波数のうちサンプリング周波数以上の特定周波数までの広帯域を通過帯域として、前記各分岐信号の前記通過帯域外の周波数成分を帯域制限する制御を行う第2の帯域制限制御機能を、
さらにコンピュータに実行させ、
前記第1の周波数判定制御機能では、
前記第2の帯域制限制御機能にて帯域制限された信号を分岐した各分岐信号に基づいて、アンダーサンプリングによる折り返し成分の各信号スペクトラムの出現パターンから、前記入力信号の周波数を判定する制御を行うことを特徴とする周波数測定プログラム。 The frequency measurement program according to claim 16,
A second band limitation control function for performing a band limitation control on a frequency component outside the pass band of each branch signal, with a wide band up to a specific frequency equal to or higher than a sampling frequency among the frequencies of the input signal as a pass band,
And let the computer run
In the first frequency determination control function,
Control is performed to determine the frequency of the input signal from the appearance pattern of each signal spectrum of the aliasing component due to undersampling based on each branch signal obtained by branching the signal whose band is limited by the second band limitation control function. A frequency measurement program characterized by that.
前記第2の帯域制限制御機能にて帯域制限された信号を分岐した各分岐信号のうち、一の前記分岐信号に基づいて、粗測での周波数を測定する粗測周波数測定機能と、
前記一の分岐信号及びニの分岐信号以外の他の各前記分岐信号を前記第1の周波数変換制御機能にて周波数変換し、前記ニの分岐信号と前記他の各分岐信号に基づいて判定される前記第2の周波数判定制御機能での精測周波数推定結果と、前記粗測周波数測定機能での粗測周波数推定結果とに基づいて、前記入力信号の周波数の判定制御を行う第2の周波数判定制御機能と、
をさらにコンピュータに実行させることを特徴とする周波数測定プログラム。 The frequency measurement program according to claim 22,
A rough measurement frequency measurement function for measuring a frequency in rough measurement based on one of the branch signals among the branch signals obtained by branching the signal band-limited by the second band limit control function;
The other branch signals other than the one branch signal and the second branch signal are frequency-converted by the first frequency conversion control function, and are determined based on the second branch signal and the other branch signals. A second frequency for performing a determination control of the frequency of the input signal based on the precise frequency estimation result in the second frequency judgment control function and the coarse frequency estimation result in the coarse frequency measurement function. A judgment control function;
Is further executed by a computer.
前記第2の帯域制限制御機能を実行させる前に、前記第2の周波数判定制御機能による測定可能周波数をfbとしたとき、fb×M(Mは、正の整数)単位での前記入力信号の周波数を変換する制御を行う第2の周波数変換制御機能を、
さらにコンピュータに実行させることを特徴とする周波数測定プログラム。 The frequency measurement program according to claim 23,
Before executing the second band limitation control function, when the measurable frequency by the second frequency determination control function is fb, the input signal in fb × M (M is a positive integer) unit. A second frequency conversion control function for controlling the frequency conversion;
Further, a frequency measurement program that is executed by a computer.
前記入力信号の周波数が、周波数領域を複数に分割した各周波数分割領域のうちいずれか一つの領域にあるときに、前記折り返し成分を含む前記各信号スペクトラムが出現する前記各周波数分割領域の組み合わせを示す出現パターン情報を前記入力信号の各周波数に応じて格納した第1構造を有し、
前記第1構造は、
コンピュータが、前記入力信号を複数に分岐した各分岐信号のうち、一の前記分岐信号以外の他の前記各分岐信号の各々の周波数を、それぞれ異なる周波数分偏移した各偏移周波数に各々変換する制御をし、前記入力信号の周波数の前記一の分岐信号及び前記偏移周波数の前記他の各分岐信号を各々サンプリングし、前記各分岐信号の折り返し成分を含む各サンプリング信号の各信号スペクトラムの周波数を各々検出する制御をし、その検出された前記各信号スペクトラムの検出出現パターンと、出現パターン情報とに基づいて、前記入力信号の前記周波数分割領域を判定し、測定周波数として出力する制御を行う処理に利用されることを特徴とするデータ構造。
A data structure used by a computer to sample an input signal based on a sampling frequency and measure the frequency of the input signal based on a signal spectrum including a folded component of the sampled sampling signal,
When the frequency of the input signal is in any one of the frequency division regions obtained by dividing the frequency region into a plurality, the combination of the frequency division regions in which each signal spectrum including the aliasing component appears Having a first structure storing appearance pattern information to be indicated according to each frequency of the input signal;
The first structure is:
The computer converts each of the other branch signals other than the one branch signal out of the branch signals obtained by branching the input signal into a plurality of shifted frequencies shifted by different frequencies. Sampling the one branch signal of the frequency of the input signal and each of the other branch signals of the deviation frequency, and each signal spectrum of each sampling signal including the aliasing component of each branch signal. Control to detect each frequency, and to determine the frequency division area of the input signal based on the detected appearance pattern of each detected signal spectrum and the appearance pattern information, and to output as a measurement frequency A data structure characterized by being used for processing to be performed.
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Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009300284A (en) * | 2008-06-13 | 2009-12-24 | Nec Corp | Arrival electric wave direction measuring device, arrival electric wave direction measuring method, and arrival electric wave direction measuring program |
JP2015175717A (en) * | 2014-03-14 | 2015-10-05 | 三菱電機株式会社 | Frequency measuring device, frequency measuring method, and program |
CN106841776A (en) * | 2017-03-28 | 2017-06-13 | 北京润科通用技术有限公司 | A kind of method of frequency measurement machine and measurement signal frequency |
JP6217887B1 (en) * | 2017-02-27 | 2017-10-25 | 三菱電機株式会社 | Frequency calculation device and radar device |
WO2020152764A1 (en) * | 2019-01-22 | 2020-07-30 | 三菱電機株式会社 | Frequency detection circuit |
WO2021106072A1 (en) * | 2019-11-26 | 2021-06-03 | 三菱電機株式会社 | Frequency detection circuit and reception device |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH075214A (en) * | 1993-06-07 | 1995-01-10 | Takasago Seisakusho:Kk | Frequency analyzer |
JPH0772190A (en) * | 1993-09-01 | 1995-03-17 | Yokogawa Electric Corp | Fast fourier transformation analyzer |
JPH10319059A (en) * | 1997-05-14 | 1998-12-04 | Furuno Electric Co Ltd | Signal processing method, signal processing device and doppler sonar |
JPH10339749A (en) * | 1997-06-09 | 1998-12-22 | Toyo Commun Equip Co Ltd | Frequency analysis method and device |
JP2000284008A (en) * | 1999-03-30 | 2000-10-13 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Frequency measuring method and frequency measuring device |
JP2002236135A (en) * | 2001-02-07 | 2002-08-23 | Furuno Electric Co Ltd | Method for detecting signal frequency |
JP2005024487A (en) * | 2003-07-02 | 2005-01-27 | Tektronix Japan Ltd | Signal analyzer, measurement method using the same, and frequency domain data generation method |
-
2008
- 2008-01-08 JP JP2008001603A patent/JP5125520B2/en active Active
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH075214A (en) * | 1993-06-07 | 1995-01-10 | Takasago Seisakusho:Kk | Frequency analyzer |
JPH0772190A (en) * | 1993-09-01 | 1995-03-17 | Yokogawa Electric Corp | Fast fourier transformation analyzer |
JPH10319059A (en) * | 1997-05-14 | 1998-12-04 | Furuno Electric Co Ltd | Signal processing method, signal processing device and doppler sonar |
JPH10339749A (en) * | 1997-06-09 | 1998-12-22 | Toyo Commun Equip Co Ltd | Frequency analysis method and device |
JP2000284008A (en) * | 1999-03-30 | 2000-10-13 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Frequency measuring method and frequency measuring device |
JP2002236135A (en) * | 2001-02-07 | 2002-08-23 | Furuno Electric Co Ltd | Method for detecting signal frequency |
JP2005024487A (en) * | 2003-07-02 | 2005-01-27 | Tektronix Japan Ltd | Signal analyzer, measurement method using the same, and frequency domain data generation method |
Cited By (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009300284A (en) * | 2008-06-13 | 2009-12-24 | Nec Corp | Arrival electric wave direction measuring device, arrival electric wave direction measuring method, and arrival electric wave direction measuring program |
JP2015175717A (en) * | 2014-03-14 | 2015-10-05 | 三菱電機株式会社 | Frequency measuring device, frequency measuring method, and program |
JP6217887B1 (en) * | 2017-02-27 | 2017-10-25 | 三菱電機株式会社 | Frequency calculation device and radar device |
WO2018154747A1 (en) * | 2017-02-27 | 2018-08-30 | 三菱電機株式会社 | Frequency calculation device and radar apparatus |
CN106841776A (en) * | 2017-03-28 | 2017-06-13 | 北京润科通用技术有限公司 | A kind of method of frequency measurement machine and measurement signal frequency |
CN106841776B (en) * | 2017-03-28 | 2019-08-06 | 北京润科通用技术有限公司 | A kind of method of frequency measurement machine and measuring signal frequency |
WO2020152764A1 (en) * | 2019-01-22 | 2020-07-30 | 三菱電機株式会社 | Frequency detection circuit |
JPWO2020152764A1 (en) * | 2019-01-22 | 2021-03-11 | 三菱電機株式会社 | Frequency detection circuit |
US20210311098A1 (en) * | 2019-01-22 | 2021-10-07 | Mitsubishi Electric Corporation | Frequency detection circuit |
US11726118B2 (en) * | 2019-01-22 | 2023-08-15 | Mitsubishi Electric Corporation | Frequency detection circuit |
WO2021106072A1 (en) * | 2019-11-26 | 2021-06-03 | 三菱電機株式会社 | Frequency detection circuit and reception device |
JPWO2021106072A1 (en) * | 2019-11-26 | 2021-06-03 | ||
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