JP5348165B2 - 同期検波方法及び装置 - Google Patents

Description

本発明は、周波数が異なる複数の搬送波からなる多重信号を同期検波することで、各搬送波の振幅値を検出する同期検波方法及び装置に関する。

従来、ＦＤＭ（周波数分割多重）やＯＦＤＭ（直交周波数分割多重）で複数の搬送波からなる多重信号を伝送する場合、端末側には、受信した多重信号から周波数の異なる搬送波をそれぞれ同期検波する同期検波装置が設けられる。

また、この同期検波装置の一つとして、同期検波の対象となる複数の搬送波の内、周波数が最も高い搬送波の周期の２分の１（若しくは４分の１）の周期で受信信号を順次移動平均し、その移動平均結果を、搬送波毎に、当該搬送波の一周期の前半では加算し、後半では減算することで、各搬送波の同期検波を行う同期検波装置が提案されている（例えば、特許文献１等、参照）。

そして、この提案の同期検波装置によれば、受信信号の移動平均に、遅延ユニットを複数段縦続接続してなるパルス遅延回路を備えた時間Ａ／Ｄ変換器を用いることで、オペアンプやアナログフィルタ等のアナログ回路を用いることなく構成することができ、しかも、複数の搬送波を同時に同期検波できる。

特開２００５−１０２１２９号公報

しかし、上記提案の同期検波装置において、同期検波が可能な多重信号は、周波数が最も低い基準搬送波に対して、２の累乗倍の周波数を有する搬送波を合成した多重信号に限定されてしまい、基準周波数に対し整数倍（１，２，３，…倍）の周波数を有する搬送波を合成した多重信号を同期検波することは困難であった。

つまり、この種の多重信号を上記提案の同期検波装置を利用して同期検波すると、各搬送波の検波結果には、その搬送波の周波数を奇数値倍した搬送波成分が含まれてしまう。
このため、上記提案の同期検波装置において、同期検波を正常に実施できるのは、基準周波数に対して２の累乗倍の周波数を有する搬送波を合成した多重信号に限定されてしまい、装置の用途が制限されてしまうという問題があった。

また、このように、基準周波数に対して２の累乗倍の周波数を有する搬送波を合成した多重信号は、搬送波の波数が同じであれば、基準周波数に対し整数倍の周波数を有する搬送波を合成した多重信号に比べ、周波数帯域が大きくなる。

このため、上記提案の同期検波装置を利用して通信を行う場合、単に周波数の利用効率が悪いだけでなく、周波数帯域の増加に伴う回路規模の増大、延いては、通信システム全体のコストアップを招き、また、周波数帯域の増加に伴いノイズの影響を受け易くなるため、通信品質が低下することも考えられる。

本発明は、こうした問題に鑑みなされたものであり、基準周波数を整数倍した周波数を有する搬送波からなる多重信号を、時間Ａ／Ｄ変換器を用いて正確に同期検波することのできる同期検波方法及び装置を提供することを目的とする。

かかる目的を達成するためになされた請求項１に記載の同期検波方法によれば、上述した従来の同期検波方法と同様、周波数が異なる複数の搬送波からなる多重信号を、それぞれ、各搬送波の周期の２分の１又は４分の１の周期で順次移動平均し、その移動平均結果を、各搬送波の一周期の半周期では加算し、残りの半周期では減算することで、各搬送波の振幅値を検波する。

そして、上記移動平均結果の加算及び減算によって各搬送波の振幅値が検波されると、その検波された各搬送波の振幅値の内、検波対象となる搬送波の振幅値から、当該搬送波に対し奇数値（２ｘ＋１）倍の周波数を有する他の搬送波の振幅値の奇数値分の１の値（１／（２ｘ＋１））を減じることで（但し、ｘは正の整数）、他の搬送波成分を除去する不要成分除去処理を実施する。

従って、本発明の同期検波方法によれば、基準周波数に対し整数倍（１，２，３，…倍）の周波数を有する搬送波を合成した多重信号を同期検波した際、同期検波により得られた搬送波の振幅値に、その搬送波の周波数を奇数値（３，５，７，…）倍した搬送波の信号成分が含まれていても、不要成分除去処理によって、その不要信号成分を簡単且つ確実に除去することができ、各搬送波の検波結果（振幅値）の精度を向上することができる。

このため、本発明の同期検波方法によれば、多重信号が、基準周波数を整数倍した多数の搬送波にて構成されていたとしても、各搬送波の振幅値を正確に同期検波することができる。

また、本発明の同期検波方法によれば、不要成分除去処理を実施する点以外は、上記特許文献１に記載の同期検波方法と同様の手順で同期検波を行うことから、上記特許文献１に記載のものと同様、時間Ａ／Ｄ変換器を用いたデジタル信号処理にて（換言すれば、オペアンプやアナログフィルタ等のアナログ回路を用いることなく）実現できる。

従って、本発明の同期検波方法を実施する際の装置構成を簡単にして、その装置を低コストで実現できる。
また、本発明の同期検波方法を利用すれば、上述した従来のものに比べて、多重信号の周波数帯域を狭くすることができることから、多重信号を伝送する場合の周波数の利用効率を高め、同期検波のための回路規模を小さくすることができる。従って、本発明の同期検波方法を利用すれば、通信システム全体のコスト低減を図ることもできる。

一方、請求項２〜１０に記載の発明は、請求項１に記載の本発明方法を実現するのに好適な同期検波装置に関する発明である。
そして、請求項２に記載の同期検波装置においては、移動平均手段が、周波数が異なる複数の搬送波からなる多重信号を、それぞれ、各搬送波の周期の２分の１又は４分の１の周期で順次移動平均し、検波処理手段が、移動平均手段により得られた移動平均結果を、各搬送波の一周期の半周期では加算し、残りの半周期では減算することで、各搬送波の振幅値を検波する。

そして、不要成分除去手段が、検波処理手段にて得られた検波結果（つまり、検波対象となる搬送波の振幅値）から、その搬送波に対し奇数値（２ｘ＋１）倍の周波数を有する他の搬送波の振幅値の奇数値分の１の値（１／（２ｘ＋１））を減じることで、他の搬送波成分を除去する。

従って、請求項２に記載の同期検波装置によれば、請求項１に記載の発明方法を実現することができ、請求項１と同様の効果を得ることができる。
次に、請求項３に記載の同期検波装置によれば、移動平均手段は、多重信号をそれぞれ各搬送波の周期の４分の１の周期で順次移動平均する。
また、検波処理手段は、その移動平均手段により搬送波毎に得られた移動平均結果を、同一周波数で位相が４分の１の周期だけずれた正弦波及び余弦波からなる２種類の搬送波に対応して、それぞれ、各搬送波の一周期の半周期では加算し、残りの半周期では減算することで、同一周波数で位相が４分の１の周期だけずれた正弦波及び余弦波からなる２種類の搬送波の同期検波を行う。

そして、不要成分除去手段は、検波処理手段により得られた正弦波または余弦波の搬送波における検波処理結果から、当該搬送波に対し奇数値（２ｘ＋１）倍の周波数を有する正弦波または余弦波からなる他の搬送波の振幅値の奇数値分の１の値（１／（２ｘ＋１））を減じることで、他の搬送波成分を除去する。

従って、請求項３に記載の同期検波装置によれば、多重信号が、一つの周波数毎に位相が９０°ずれた２つの搬送波（正弦波及び余弦波）を有するＯＦＤＭ信号（直交周波数分割多重信号）である場合に、ＯＦＤＭ信号を構成する各搬送波の振幅値を精度よく検波することができる。

また次に、請求項４に記載の同期検波装置によれば、移動平均手段は、多重信号をそれぞれ各搬送波の周期の４分の１の周期で順次移動平均する。
すると、検波処理手段は、移動平均手段により搬送波毎に得られた移動平均結果を、同一周波数で位相が４分の１の周期だけずれた２種類の搬送波に対応して、それぞれ、各搬送波の一周期の半周期では加算し、残りの半周期では減算することで、同一周波数で位相が４分の１の周期だけずれた２種類の搬送波に対する同期検波を行い、その同期検波により得られた２種類の搬送波の振幅値の内、一方の振幅値を同相成分、他方の振幅値を直交成分として、同相成分の二乗値（(同相成分)^２ ）と直交成分の二乗値（(直交成分) ^２ ）との和の平方根（√[(同相成分)^２ ＋(直交成分)^２ ]）を求めることで、位相が不明な搬送波の振幅値を算出する。

従って、請求項４に記載の同期検波装置によれば、移動平均手段が、検波対象となる搬送波をその周期の４分の１の周期で移動平均する際、その移動平均のタイミングと多重信号に含まれる搬送波の位相とがずれていても、検波対象となる搬送波の振幅値を正確に検波することができる。

次に、請求項５に記載の発明は、請求項２〜請求項４のいずれか１項に記載の同期検波装置において、移動平均手段を、上述した時間Ａ／Ｄ変換器にて構成したことを特徴とするものである。
つまり、本発明の同期検波装置には、多重信号に含まれる複数の搬送波に対応して、各搬送波の周期の４分の１の周期に同期した複数のクロック信号を発生するクロック生成手段が備えられている。

また、移動平均手段には、入力信号である多重信号の信号レベルに応じた遅延時間で入力パルスを遅延させて出力する遅延ユニットが複数段縦続接続され、パルス信号を各遅延ユニットの遅延時間にて順次遅延しながら伝送させるパルス遅延手段と、クロック生成手段が発生する複数のクロック信号に同期して、それぞれ、パルス遅延手段内でのパルス位置を検知することにより、多重信号に含まれる複数の搬送波の４分の１の周期の移動平均値を算出する複数のパルス位置数値化手段とが備えられている。

従って、請求項５に記載の同期検波装置によれば、上記特許文献１に記載の同期検波装置と同様、一つのパルス遅延手段を用いて、検波対象となる各搬送波の４分の１の周期毎に、そのパルス遅延手段内でのパルス位置を検知することにより、各搬送波の周期毎の移動平均値を求めることができる。

よって、各搬送波の周期毎の移動平均値を、略一定の分解能にて精度よく求めることができ、しかも、移動平均値を求めるために入力信号を高速にＡ／Ｄ変換する必要がないので、高精度の同期検波を低コストで実現できる。

ここで、クロック生成手段は、請求項６に記載のように、多重信号に含まれる搬送波の内、周波数が最も低い搬送波と周期が同じクロック信号を基準クロックとし、この基準クロックを逓倍することで、各搬送波の移動平均値算出用の複数のクロック信号を生成するようにするとよい。

つまり、このようにすれば、各搬送波の移動平均値算出用の複数のクロック信号を共通の基準クロックに基づき生成できることから、各クロック信号の位相のずれによって各搬送波の検波精度が低下するのを防止することができる。

また次に、請求項７に記載の同期検波装置において、クロック生成手段は、多重信号に含まれる搬送波の内、周波数が最も高い特定搬送波から、基準クロックの周波数に対する倍率が、特定搬送波の前記基準クロックの周波数に対する倍率ｋの２分の１の倍率に値１を加えた倍率（ｋ／２＋１）となる周波数を有する搬送波までの、高周波数側の搬送波毎に、各搬送波の周期の４分の１の周期に同期した複数のクロック信号を発生する。

そして、移動平均手段には、このクロック生成手段が生成するクロック信号に対応して、パルス位置数値化手段が設けられている。
つまり、請求項７に記載の同期検波装置においては、基準クロックの周波数をｆ０としたとき、検波対象となる全ての搬送波に対応してクロック信号を生成するのではなく、周波数が「ｋ・ｆ０」となる特定搬送波から、周波数が「（ｋ／２＋１）・ｆ０」となる搬送波までの、高周波数側の複数の搬送波（各搬送波が基準クロックの整数倍の周波数を有する場合、全搬送波の略半分）に対応して、クロック信号を生成し、移動平均手段では、その生成されたクロック信号に対応して、入力信号（多重信号）を移動平均する。

この結果、得られる移動平均値の数は、検波対象となる搬送波の数の略半分になるものの、移動平均値を求めるためのパルス位置数値化手段の数を少なくして、装置構成を簡単にすることができる。

また、このようにしても、自身の周期に対し４分の１の周期を有するクロック信号が生成されない約半分の低周波数側の搬送波については、検波処理手段において、その搬送波の周波数の偶数値倍の周波数を有する搬送波に対し求められた移動平均値を加算及び減算することで、その搬送波の振幅値を検波することができる。

よって、請求項７に記載の同期検波装置によれば、移動平均手段において、検波対象となる搬送波毎に移動平均値を求めるようにした場合に比べて、装置構成を簡単にして、コストダウンを図りつつ、従来技術に対し、同期検波の精度を高めることができる。

なお、移動平均手段において、パルス遅延手段としては、全てのパルス位置数値化手段に対し共通のものを一つ設けるようにしてもよいが、請求項８に記載のように、例えば、パルス遅延手段に対するパルス位置数値化手段の配置（例えば信号遅延が生じる配線の長さ等）を一致させるために、パルス遅延手段を複数設け、その複数のパルス遅延手段に対し、複数のパルス位置数値化手段を分散して配置するようにしてもよい。

但し、この場合、複数のパルス遅延手段は、パルス信号の遅延特性（遅延時間）にばらつきが生じることがあるので、請求項８に記載のように、各パルス遅延手段に設けられたパルス位置数値化手段毎に、各パルス遅延手段の遅延特性のばらつきによる数値化誤差を補正するための補正手段を設けるとよい。

また次に、検波処理手段は、検波対象となる各搬送波の一周期毎に、移動平均手段により得られた移動平均結果を加算及び減算し、各搬送波の振幅値を検波するようにしてもよいが、このようにすると、各搬送波の振幅値が得られるタイミングが一致しなくなるので、請求項９に記載のようにしてもよい。

つまり、請求項９に記載の同期検波装置において、検波処理手段は、検波対象となる複数の搬送波の内、周波数が最も低い搬送波の周期と同じ一定周期を検波対象期間として、その検波対象期間の間、移動平均手段により得られた移動平均結果をそれぞれ加算及び減算することで、各搬送波の振幅値を検波する。

従って、各搬送波の振幅値は、全て同一周期で算出されることになり、その算出タイミングがずれるのを防止できる。また、高周波側の搬送波の振幅値は、その搬送波の移動平均値を複数周期にわたって加算及び減算することで求められることから、ノイズによる誤検波を防止できる。

一方、請求項１０に記載の同期検波装置には、移動平均手段、検波処理手段、及び、不要成分除去手段からなる同期検波手段が複数備えられている。
そして、請求項１０に記載の同期検波装置においては、演算手段にて、これら複数の同期検波手段にて得られた複数の搬送波の振幅値を、搬送波毎に加算若しくは平均化することで、各搬送波の振幅値を算出する。

このため、請求項１０に記載の同期検波装置によれば、演算手段にて最終的に得られる各搬送波の振幅値の分解能を高め、各搬送波の同期検波の精度を更に高めることができる。

第１実施形態の同期検波装置全体の構成を表すブロック図である。 第１実施形態の時間Ａ／Ｄ変換器（ＴＡＤ）の構成を表すブロック図である。 第１実施形態の検波処理部内の加減算回路の動作を説明する説明図である。 第１実施形態の不要成分除去部内の演算回路の動作を説明する説明図である。 第２実施形態の同期検波装置全体の構成を表すブロック図である。 第２実施形態の不要成分除去部内の演算回路の動作を説明する説明図である。 時間Ａ／Ｄ変換器（ＴＡＤ）の変形例を表すブロック図である。 第３実施形態の同期検波装置全体の構成を表すブロック図である。 第４実施形態の時間Ａ／Ｄ変換器（ＴＡＤ）及びクロック生成部の構成を表すブロック図である。 第４実施形態の検波処理部及び不要成分除去部の構成を表すブロック図である。 第４実施形態の検波処理部及び不要成分除去部の変形例を表すブロック図である。 第５実施形態の検波処理部及び不要成分除去部の構成を表すブロック図である。

以下に、本発明の実施形態を図面と共に説明する。
［第１実施形態］
図１は、本発明（詳しくは、請求項１−３，５，６，９）が適用された第１実施形態の同期検波装置の構成を入力信号と共に表すブロック図である。

図１に示すように、本実施形態の同期検波装置には、基準クロックＣＫ０の周波数ｆ０を整数倍（１，２，３，…ｋ倍）した周波数毎に、位相が９０°異なる２種類の搬送波１ｓ，２ｓ，３ｓ，…ｋｓ（ｓは正弦波（ｓｉｎ）を表す）及び１ｃ，２ｃ，３ｃ，…ｋｃ（ｃは余弦波（ｃｏｓ）を表す）を生成し、これら各搬送波を振幅変調して合成したＯＦＤＭ信号が、入力信号Ｖｉｎとして入力される。

そして、本実施形態の同期検波装置は、その入力信号Ｖｉｎを取り込み、各搬送波１ｓ，２ｓ，３ｓ，…ｋｓ、１ｃ，２ｃ，３ｃ，…ｋｃ毎に同期検波することで、その振幅値Ｄ（ａ１），Ｄ（ａ２），Ｄ（ａ３），…Ｄ（ａｋ），Ｄ（ｂ１），Ｄ（ｂ２），Ｄ（ｂ３），…Ｄ（ｂｋ）を検波する。

ここでまず、本実施形態の同期検波装置には、周波数ｆ０の基準クロックＣＫ０を逓倍することにより、上記各搬送波の周波数ｆ０，２ｆ０，３ｆ０，…ｋｆ０をそれぞれ４倍した周波数４ｆ０，８ｆ０，１２ｆ０，…４ｋｆ０を有するｋ個のクロック信号ＣＫ１，ＣＫ２，ＣＫ３，…ＣＫｋを生成するクロック生成部３０と、このクロック生成部３０で生成されたｋ個のクロック信号ＣＫ１〜ＣＫｋを用いて、上記各搬送波の４分の１の周期毎に入力信号Ｖｉｎを移動平均する時間Ａ／Ｄ変換器（以下、単にＴＡＤともいう）１０と、が備えられている。

図２に示すように、ＴＡＤ１０は、パルス信号を遅延させて出力する遅延ユニット（図示せず）を複数段リング状に接続してなるリング状パルス遅延回路（以下、単にパルス遅延回路という）１２と、このパルス遅延回路１２内でのパルス信号の周回回数をカウントするカウンタ１４と、クロック生成部３０にて生成されたｋ個のクロック信号ＣＫ１〜ＣＫｋを受けて動作するｋ個のパルス位置数値化部１６（１）〜１６（ｋ）とから構成される。

パルス遅延回路１２内でリング状に接続される遅延ユニットは、インバータ等からなるゲート回路にて構成されており、各遅延ユニットには、バッファを介して入力信号Ｖｉｎが駆動電圧として印加される。

このため、遅延ユニットの遅延時間は、入力信号Ｖｉｎの電圧レベルに対応した時間となり、例えば、クロック信号ＣＫ１の一周期（つまり、搬送波１ｓ，１ｃの周期の４分の１の周期）内にパルス遅延回路１２内でパルス信号が通過する遅延ユニットの個数は、その周期内に入力信号Ｖｉｎの電圧レベルを平均化した移動平均値となる。

そして、パルス位置数値化部１６（１）〜１６（ｋ）は、クロック生成部３０から入力されるクロック信号ＣＫ１〜ＣＫｋに基づき、各クロック信号ＣＫ１〜ＣＫｋの一周期毎に、パルス遅延回路１２内でパルス信号が通過した遅延ユニットの個数を検出し、その検出値を、上記各搬送波の周期の４分の１の周期毎に移動平均した移動平均値ＤＴ１〜ＤＴｋとして出力する。

すなわち、各パルス位置数値化部１６（１）〜１６（ｋ）は、それぞれ、対応するクロック信号ＣＫ１〜ＣＫｋの立上がり（又は立下がり）タイミングで動作するラッチ＆エンコーダ２０及びラッチ回路２２，２４，２５，２８を備える。

そして、ラッチ＆エンコーダ２０は、上記タイミングで、パルス遅延回路１２内でのパルス信号の到達位置を検出（ラッチ）し、パルス信号の到達位置にある遅延ユニットが、カウンタ１４がパルス信号をカウントする遅延ユニットの位置を基準（０）として何段目にあるかを表す所定ビットのデジタルデータに変換し、ラッチ回路２２は、上記タイミングで、カウンタ１４によるカウント値をラッチする。

また、ラッチ回路２４は、上記タイミングで、ラッチ＆エンコーダ２０から出力されているデジタルデータを下位のビットデータ、ラッチ回路２２によりラッチされているカウント値を上位のビットデータとしてラッチし、ラッチ回路２５は、上記タイミングで、ラッチ回路２４から出力されているデジタルデータをラッチする。

次に、これら各ラッチ回路２４、２５にてラッチされたデジタルデータは、減算器２６に入力され、減算器２６は、ラッチ回路２４からのデジタルデータから、ラッチ回路２５からのデジタルデータを減じることで、対応するクロック信号ＣＫ１〜ＣＫｋの一周期内にパルス遅延回路１２内でパルス信号が通過した遅延ユニットの数を算出する。

そして、ラッチ回路２８は、上記タイミングで、減算器２６から出力されているデジタルデータをラッチし、そのデジタルデータ（つまり、対応するクロック信号ＣＫ１〜ＣＫｋの一周期内にパルス信号が通過した遅延ユニットの数を表すデータ）を、対応するクロック信号ＣＫ１〜ＣＫｋの一周期内で入力信号Ｖｉｎを移動平均した移動平均値ＤＴ１〜ＤＴｋとして出力する。

このように、ＴＡＤ１０にてクロック信号ＣＫ１〜ＣＫｋの一周期毎（換言すれば各搬送波の４分の１の周期毎）に生成される移動平均値ＤＴ１，ＤＴ２，ＤＴ３，…ＤＴｋは、検波処理部４０に出力される。

検波処理部４０は、基準クロックＣＫ０の一周期を検波対象期間として、検波対象期間の間に得られる各移動平均値ＤＴ１，ＤＴ２，ＤＴ３，…ＤＴｋを、それぞれ、図３に示す演算式に従い加算及び減算することで、各搬送波１ｓ，２ｓ，３ｓ，…ｋｓ、１ｃ，２ｃ，３ｃ，…ｋｃの振幅値Ｄ（１ｓ），Ｄ（２ｓ），Ｄ（３ｓ），…Ｄ（ｋｓ）、Ｄ（１ｃ），Ｄ（２ｃ），Ｄ（３ｃ），…Ｄ（ｋｃ）を算出する加減算回路４２（１ｓ），４２（２ｓ），４２（３ｓ），…４２（ｋｓ）、４２（１ｃ），４２（２ｃ），４２（３ｃ），…４２（ｋｃ）を備える。

つまり、これら各加減算回路４２は、図３に示す演算式に従い、対象となる搬送波の波形図において零クロスラインよりも正領域となる面積（移動平均値）と負領域となる面積値（移動平均値）とを加算し、その加算結果を、対象となる搬送波の振幅値として算出する。

ところで、このように各搬送波１ｓ〜ｋｃの振幅値Ｄ（１ｓ）〜Ｄ（ｋｃ）を算出した場合、入力信号Ｖｉｎに、対象となる搬送波の偶数倍の周波数の搬送波が含まれているときには、図３に示す演算式にて、その不要な搬送波成分を相殺することができるが、入力信号Ｖｉｎに、対象となる搬送波の奇数倍の周波数の搬送波が含まれているときには、その不要な搬送波成分を相殺することができず、その搬送波成分の一部が振幅値に含まれてしまう。

具体的には、入力信号Ｖｉｎに、対象となる搬送波の３倍の周波数を有する搬送波が含まれている場合、その３倍の周波数の搬送波の振幅値の３分の１が不要成分として残り、入力信号Ｖｉｎに、対象となる搬送波の５倍の周波数を有する搬送波が含まれている場合、その５倍の周波数の搬送波の振幅値の５分の１が不要成分として残る。

つまり、入力信号Ｖｉｎに、対象となる搬送波の周波数に対し奇数値（２ｘ＋１）倍の周波数を有する他の搬送波が含まれている場合、検波処理部４０にて得られる振幅値には、奇数値（２ｘ＋１）倍の周波数を有する他の搬送波の振幅値の「１／（２ｘ＋１）」が不要成分として残るのである（但し、ｘは正の整数：１，２，３，…）。

そこで、本実施形態の同期検波装置には、検波処理部４０にて算出された各搬送波１ｓ〜ｋｃの振幅値Ｄ（１ｓ）〜Ｄ（ｋｃ）から、こうした不要成分を除去するための不要成分除去部５０が設けられている。

この不要成分除去部５０は、検波処理部４０内の加減算回路４２（１ｓ），４２（２ｓ），４２（３ｓ），…４２（ｋｓ）、４２（１ｃ），４２（２ｃ），４２（３ｃ），…４２（ｋｃ）から出力される振幅値Ｄ（１ｓ），Ｄ（２ｓ），Ｄ（３ｓ），…Ｄ（ｋｓ）、Ｄ（１ｃ），Ｄ（２ｃ），Ｄ（３ｃ），…Ｄ（ｋｃ）から不要成分を除去して、最終的な振幅値Ｄ（ａ１），Ｄ（ａ２），Ｄ（ａ３），…Ｄ（ａｋ），Ｄ（ｂ１），Ｄ（ｂ２），Ｄ（ｂ３），…Ｄ（ｂｋ）として出力する、演算回路５２（１ｓ），５２（２ｓ），５２（３ｓ），…５２（ｋｓ）、５２（１ｃ），５２（２ｃ），５２（３ｃ），…５２（ｋｃ）から構成されている。

そして、これら各演算回路５２（１ｓ）〜５２（ｋｃ）は、それぞれ、図４に示す演算式に従い演算処理を実行することで、対象となる搬送波と位相が同じで当該搬送波に対し奇数値（２ｘ＋１）倍の周波数を有する他の搬送波（正弦波又は余弦波）の振幅値の奇数値分の１の値（１／（２ｘ＋１））を減じることで、他の搬送波成分を除去する。

なお、例えば、周波数が最も高い搬送波ｋｃと位相が同じ余弦波で、周波数が搬送波ｋｃの３分の１となる搬送波ｊｃの場合、入力信号Ｖｉｎに含まれる奇数値倍の搬送波は、搬送波ｋｃだけであるので、この搬送波ｋｃの振幅値Ｄ（ｂｋ）｛＝Ｄ（ｋｃ）｝の３分の１が不要成分として除去されるが、対象となる搬送波の周波数が、この搬送波ｊｃの周波数よりも高い場合には、除去すべき不要成分がないので、不要成分除去部５０からは、検波処理部４０にて算出された振幅値がそのまま最終的な振幅値として出力される。そして、不要成分除去部５０において、検波処理部４０からの振幅値をそのまま出力する演算回路は、所謂バッファとして設けられている。

以上説明したように、本実施形態の同期検波装置によれば、位相が９０°異なり、基準クロックＣＫ０の周波数ｆ０を整数倍（１，２，３，…ｋ倍）した周波数を有する、２×ｋ個の搬送波１ｓ〜ｋｓ、１ｃ〜ｋｃが合成された入力信号（ＯＦＤＭ信号）Ｖｉｎを同期検波するに当たって、
１）クロック生成部３０にて、各搬送波の周波数の４倍の周波数を有するクロック信号ＣＫ１〜ＣＫｋを生成し、
２）ＴＡＤ１０にて、その生成した各クロック信号ＣＫ１〜ＣＫｋを用いて、入力信号Ｖｉｎを各搬送波の周期の４分の１の周期で移動平均し、
３）検波処理部４０にて、ＴＡＤ１０にて各クロック信号ＣＫ１〜ＣＫｋを用いて生成された移動平均値ＤＴ１〜ＤＴｋを順次加減算することで、各搬送波１ｓ〜ｋｓ、１ｃ〜ｋｃの振幅値Ｄ（１ｓ）〜Ｄ（ｋｓ）、Ｄ（１ｃ）〜Ｄ（ｋｃ）を求める。

そして、このように得られる各搬送波１ｓ〜ｋｓ、１ｃ〜ｋｃの振幅値Ｄ（１ｓ）〜Ｄ（ｋｓ）、Ｄ（１ｃ）〜Ｄ（ｋｃ）の内、入力信号Ｖｉｎに自身の周波数ｆを奇数値（２ｘ＋１：３，５，７…）倍した周波数３ｆ，５ｆ，７ｆ，…の搬送波が含まれている低周波側の搬送波１ｓ〜ｊｓ、１ｃ〜ｊｓの振幅値Ｄ（１ｓ）〜Ｄ（ｊｓ）、Ｄ（１ｃ）〜Ｄ（ｊｃ）については、不要成分除去部５０において、その奇数値倍した周波数３ｆ，５ｆ，７ｆ，…を有する２種類の搬送波（正弦波ｓ、余弦波ｃ）の内、正弦波ｓ、余弦波ｃという種類が同じ（換言すれば位相が同じ）搬送波の振幅値を用いて補正する。

従って、本実施形態の同期検波装置によれば、入力信号Ｖｉｎが、基準周波数ｆ０に対し整数倍（１，２，３，…倍）の周波数を有する搬送波を合成したＯＦＤＭ信号（直交周波数分割多重信号）であっても、検波処理部４０にて得られる各搬送波の振幅値から、その搬送波に対し奇数値倍の周波数を有する搬送波による不要信号成分を除去することができ、各搬送波の振幅値を正確に検波することが可能になる。

また、本実施形態の同期検波装置は、不要成分除去部５０以外は、特許文献１に記載の同期検波装置と略同様に構成することができ、ＴＡＤ１０を用いたデジタル信号処理により、オペアンプやアナログフィルタ等のアナログ回路を用いることなく、ＯＦＤＭ信号を同期検波することができる。また、不要成分除去部５０は、図４に示す演算処理を実施するデジタル回路にて構成でき、アナログ回路を用いて構成する必要はない。

従って、本実施形態の同期検波装置によれば、各種ゲート回路を用いて完全にデジタル化することができるので、同期検波装置をＩＣ化する際の回路面積を小さくすることができ、同期検波装置の小型・低コスト化を図ることができる。

なお、本実施形態においては、ＴＡＤ１０が、本発明の移動平均手段に相当し、検波処理部４０が、本発明の検波処理手段に相当し、不要成分除去部５０が、本発明の不要成分除去手段に相当し、クロック生成部３０が、本発明のクロック生成手段に相当する。

また、ＴＡＤ１０を構成するパルス遅延回路１２及びカウンタ１４は、本発明のパルス遅延手段に相当し、パルス位置数値化部１６（１）〜１６（ｋ）は、本発明のパルス位置数値化手段に相当する。
［第２実施形態］
次に、図５は、本発明（詳しくは、請求項１−２，４，５，６，９）が適用された第２実施形態の同期検波装置の構成を表すブロック図である。

図５に示すように、本実施形態の同期検波装置には、基準クロックＣＫ０の周波数ｆ０を整数倍（１，２，３，…ｋ倍）した周波数を有し、基準クロックＣＫ０に対し位相φがずれた１〜ｋの搬送波（正弦波）を振幅変調して合成したＦＤＭ信号（周波数分割多重信号）が、入力信号Ｖｉｎとして入力される。

そして、本実施形態の同期検波装置は、その入力信号Ｖｉｎを取り込み、各搬送波１〜ｋを同期検波することで、その振幅値Ｄ（ａ１）〜Ｄ（ａｋ）を検波する。
本実施形態の同期検波装置には、第１実施形態の同期検波装置と同様、クロック生成部３０、ＴＡＤ１０、検波処理部４０、及び不要成分除去部５０が備えられている。

そして、クロック生成部３０及びＴＡＤ１０は、第１実施形態に記載のものと同様に構成されているので、これらの説明や省略し、次に、本実施形態の検波処理部４０及び不要成分除去部５０について説明する。

本実施形態の検波処理部４０には、第１実施形態の検波処理部４０内の加減算回路と同様、基準クロックＣＫ０の一周期を検波対象期間として、検波対象期間の間に得られる各移動平均値ＤＴ１，ＤＴ２，ＤＴ３，…ＤＴｋを、それぞれ、図３に示す演算式に従い加算及び減算することで、各搬送波１〜ｋにおいてクロック信号ＣＫ１〜ＣＫｋに同期した同相成分Ｄ（１ｓ）〜Ｄ（ｋｓ）と、同じくクロック信号ＣＫ１〜ＣＫｋに対し位相が９０°ずれた直交成分Ｄ（１ｃ）〜Ｄ（ｋｃ）とを算出する、加減算回路４２（１）〜４２（ｋ）が設けられている。

また、検波処理部４０には、これら各加減算回路４２（１）〜４２（ｋ）にて算出された各搬送波１〜ｋの同相成分Ｄ（１ｓ）〜Ｄ（ｋｓ）と直交成分Ｄ（１ｃ）〜Ｄ（ｋｃ）とを用いて、各搬送波１〜ｋの振幅値を算出する振幅値算出回路４４（１）〜４４（ｋ）が備えられている。

図５に示すように、この振幅値算出回路４４（１）〜４４（ｋ）は、対象となる搬送波の同相成分の二乗値（(同相成分)² ）と直交成分の二乗値（(直交成分)² ）との和の平方根（√[(同相成分)² ＋(直交成分)² ]）を、各搬送波１〜ｋの振幅値Ｄ（１）〜Ｄ（ｋ）と求める。

つまり、本実施形態では、搬送波１〜ｋがクロック信号ＣＫ１〜ＣＫｋと同期していなくても、各搬送波１〜ｋの振幅値Ｄ（１）〜Ｄ（ｋ）と求めることができるように、加減算回路４２（１）〜４２（ｋ）にて、各搬送波１〜ｋの同相成分Ｄ（１ｓ）〜Ｄ（ｋｓ）と直交成分Ｄ（１ｃ）〜Ｄ（ｋｃ）とを算出し、振幅値算出回路４４（１）〜４４（ｋ）にて、これら各成分の二乗値の和の平方根を求めるようにしている。

そして、不要成分除去部５０には、検波処理部４０の振幅値算出回路４４（１）〜４４（ｋ）にて算出された各搬送波１〜ｋの振幅値Ｄ（１）〜Ｄ（ｋ）から、その搬送波の周波数を奇数値倍した搬送波成分を除去するための演算回路５２（１）〜５２（ｋ）が設けられており、これら各演算回路５２（１）〜５２（ｋ）から、各搬送波１〜ｋの振幅値ａ１〜ａｋを表すデジタルデータＤ（１）〜Ｄ（ｋ）が出力される。

なお、各演算回路５２（１）〜５２（ｋ）は、それぞれ、図６に示す演算式に従い演算処理を実行することで、対象となる搬送波に対し奇数値（２ｘ＋１）倍の周波数を有する他の搬送波の振幅値の奇数値分の１の値（１／（２ｘ＋１））を減じることで、他の搬送波成分を除去する。

また、不要成分除去部５０に設けられる演算回路５２（１）〜５２（ｋ）の内、対象となる搬送波の周波数が高く、その搬送波に対し奇数値（２ｘ＋１）倍の周波数を有する搬送波が入力信号Ｖｉｎに含まれていない搬送波の振幅値を出力する演算回路５２は、検波処理部４０の振幅値算出回路４４にて算出された振幅値をそのまま出力する。つまり、この演算回路５２は、第１実施形態と同様、所謂バッファとして設けられている。

以上説明したように、本実施形態の同期検波装置によれば、基準クロックＣＫ０の周波数ｆ０を整数倍（１，２，３，…ｋ倍）した周波数を有する搬送波１〜ｋが合成された入力信号（ＦＤＭ信号）Ｖｉｎを同期検波するに当たって、
１）クロック生成部３０にて、各搬送波１〜ｋの周波数の４倍の周波数を有するクロック信号ＣＫ１〜ＣＫｋを生成し、
２）ＴＡＤ１０にて、その生成した各クロック信号ＣＫ１〜ＣＫｋを用いて、入力信号Ｖｉｎを各搬送波の周期の４分の１の周期で移動平均し、
３）検波処理部４０の加減算回路４２（１）〜４２（ｋ）にて、ＴＡＤ１０から出力される移動平均値ＤＴ１〜ＤＴｋを順次加減算することで、各搬送波１〜ｋの同期成分Ｄ（１ｓ）〜Ｄ（ｋｓ）と直交成分Ｄ（１ｃ）〜Ｄ（ｋｃ）とを求め、
４）検波処理部４０の振幅値算出回路４４（１）〜４４（ｋ）にて、各搬送波１〜ｋの同期成分Ｄ（１ｓ）〜Ｄ（ｋｓ）と直交成分Ｄ（１ｃ）〜Ｄ（ｋｃ）とに基づき、各搬送波１〜ｋの振幅値Ｄ（１）〜Ｄ（ｋ）を算出する。

そして、このように得られる各搬送波１〜ｋの振幅値Ｄ（１）〜Ｄ（ｋ）の内、入力信号Ｖｉｎに自身の周波数ｆを奇数値（２ｘ＋１：３，５，７…）倍した周波数３ｆ，５ｆ，７ｆ，…の搬送波が含まれている低周波側の搬送波１〜ｊの振幅値Ｄ（１）〜Ｄ（ｊ）については、不要成分除去部５０内の演算回路５２にて、その奇数値倍した周波数３ｆ，５ｆ，７ｆ，…を有する搬送波の振幅値を用いて補正する。

従って、本実施形態の同期検波装置によれば、第１実施形態の同期検波装置と同様、入力信号Ｖｉｎが、基準周波数ｆ０に対し整数倍（１，２，３，…倍）の周波数を有する搬送波を合成したＦＤＭ信号（周波数分割多重信号）であっても、検波処理部４０にて得られる各搬送波の振幅値から、その搬送波に対し奇数値倍の周波数を有する搬送波による不要信号成分を除去することができ、各搬送波の振幅値を正確に検波することが可能になる。

よって、本実施形態の同期検波装置は、第１実施形態の同期検波装置と同様の効果を得ることができる。
また、本実施形態の同期検波装置は、振幅値算出回路４４（１）〜４４（ｋ）による演算動作によって、搬送波１〜ｋがクロック信号ＣＫ１〜ＣＫｋと位相同期していなくても、各搬送波１〜ｋの振幅値を求めることができるので、同期検波装置の用途を拡大できる。
（変形例）
ここで、上記各実施形態では、ＴＡＤ１０には、全てのパルス位置数値化部１６（１）〜１６（ｋ）に共通のパルス遅延回路１２とカウンタ１４とが設けられるものとして説明したが、図７に示すように、ＴＡＤ１０には、これらパルス遅延回路１２とカウンタ１４とからなる複数の遅延回路１５ａ〜１５ｚ（但し、ｚ＜ｋ）を設け、パルス位置数値化部１６（１）〜１６（ｋ）を各遅延回路１５ａ〜１５ｚに分散して接続するようにしてもよい。

そして、このようにすれば、各遅延回路１５ａ〜１５ｚに対し接続されるパルス位置数値化部１６（１）〜１６（ｋ）の信号線を容易に配置でき、しかも、その信号線の長さを揃えることができる。

但し、このようにすると、遅延回路１５ａ〜１５ｚを構成するパルス遅延回路１２内の遅延ユニットの遅延時間のばらつき等によって、異なる遅延回路１５ａ〜１５ｚに接続されたパルス位置数値化部１６の間で、移動平均処理の結果（換言すれば移動平均値）にばらつきが生じることが考えられる。

そこで、図７に示すように、ＴＡＤ１０に複数の遅延回路１５ａ〜１５ｚ（若しくはパルス遅延回路１２）を設けた場合には、各遅延回路１５ａ〜１５ｚに接続されるパルス位置数値化部１６毎に、移動平均値ＤＴの精度のばらつきを補正するための感度補正回路１７ａ〜１７ｚを設けることが望ましい。

なお、感度補正回路１７ａ〜１７ｚは、本発明（請求項８に記載）の補正手段に相当するものであり、その補正特性は、遅延回路１５ａ〜１５ｚ間の遅延特性のばらつきに基づき、実験若しくはシミュレーション等によって予め設定しておけばよい。
［第３実施形態］
次に、上記各実施形態では、移動平均手段としてのＴＡＤ１０、検波処理手段としての検波処理部４０、不要成分除去手段としての不要成分除去部５０は、それぞれ、同期検波装置に一つ設けるものとして説明した。

これに対し、本実施形態の同期検波装置には、図８に示すように、ＴＡＤ１０、検波処理部４０、及び不要成分除去部５０からなる複数の検波部６０ａ〜６０ｙと、これら各検波部６０ａ〜６０ｙにて得られた各搬送波の振幅値を搬送波毎に加算して出力する加算回路７０が設けられている。

そして、同期検波装置をこのように構成すれば、加算回路７０から出力される各搬送波の振幅値は、複数の検波部６０ａ〜６０ｙにて同時に得られる振幅値を平均化したものと同等になるため、その振幅値の精度を高めることができる。

なお、図８に示すように、各検波部６０ａ〜６０ｙ内のＴＡＤ１０を動作させるのに必要なクロック信号ＣＫ１〜ＣＫｋは、各検波部６０〜６０ｙに共通の一つのクロック生成部３０にて生成し、このクロック生成部３０から、各検波部６０ａ〜６０ｙ内のＴＡＤ１０に、クロック信号ＣＫ１〜ＣＫｋを供給するようにすればよい。

つまり、このようにすれば、各検波部６０ａ〜６０ｙでの同期検波のタイミングを一致させることができ、より正確に各搬送波の振幅値を求めることができるようになる。
なお、本実施形態において、加算回路７０は、本発明（請求項１０に記載）の演算手段に相当する。そして、この加算回路７０は、各検波部６０ａ〜６０ｙにて得られた各搬送波の振幅値を搬送波毎に加算するだけでなく、その加算値を検波部６０ａ〜６０ｙの数で除算することにより、各検波部６０ａ〜６０ｙにて得られた各搬送波の振幅値を、搬送波毎に平均化するようにしてもよい。
［第４実施形態］
次に、図９は第４実施形態の同期検波装置を構成するクロック生成部３０とＴＡＤ１０の構成を表し、図１０は第４実施形態の同期検波装置を構成する検波処理部４０と不要成分除去部５０の構成を表す。

本実施形態の同期検波装置は、第１実施形態の同期検波装置と同様、基準クロックＣＫ０の周波数ｆ０を整数倍した周波数を有し、位相が９０°異なる２種類の搬送波１ｓ〜ｋｓ及び１ｃ〜ｋｃからなるＯＦＤＭ信号を入力信号Ｖｉｎとして取り込み、各搬送波１ｓ〜ｋｓ及び１ｃ〜ｋｃの振幅値Ｄ（ａ１）〜Ｄ（ａｋ），Ｄ（ｂ１）〜Ｄ（ｂｋ）を検波するためのものであり、図９に示すクロック生成部３０及びＴＡＤ１０と、図１０に示す検波処理部４０及び不要成分除去部５０と、を備える。

図９に示すように、本実施形態のクロック生成部３０は、入力信号Ｖｉｎに含まれる搬送波の内、周波数が最も高い特定搬送波ｋｓ、ｋｃから、基準クロックＣＫ０の周波数に対する倍率が、特定搬送波ｋｓ、ｋｃの周波数ｋｆ０の倍率ｋの２分の１の倍率ｍ（＝ｋ／２）に値１を加えた倍率（ｍ＋１）となる周波数（ｍ＋１）ｆ０を有する搬送波（ｍ＋１）ｓ、（ｍ＋１）ｃまでの搬送波に対応して、これら各搬送波の周期の４分の１の周期に同期した複数のクロック信号ＣＫｋ〜ＣＫ（ｍ＋１）を発生する。

なお、これら複数のクロック信号ＣＫｋ〜ＣＫ（ｍ＋１）の周波数は、４ｋｆ０〜４（ｍ＋１）ｆ０となる。
そして、ＴＡＤ１０には、クロック生成部３０から出力されるクロック信号ＣＫｋ〜ＣＫ（ｍ＋１）を受けて、各クロック信号ＣＫｋ〜ＣＫ（ｍ＋１）の周期毎に入力信号Ｖｉｎの移動平均値ＤＴｋ〜ＤＴ（ｍ＋１）を求めるパルス位置数値化部１６（ｋ）〜１６（ｍ＋１）が設けられている。

なお、ＴＡＤ１０に設けられるパルス位置数値化部１６（ｋ）〜１６（ｍ＋１）の数は、搬送波１ｓ〜ｋｃの周波数の数ｋが偶数の場合には「ｋ／２」個となり、周波数の数ｋが奇数の場合には「ｋ／２＋１」個となる。

一方、図１０又は図１１に示すように、検波処理部４０及び不要成分除去部５０は、第１実施形態のものと同様、各搬送波１ｓ〜ｋｃに対応した２ｋ個の加減算回路４２（１ｓ）〜４２（ｋｃ）が設けられているが、ＴＡＤ１０からは搬送波ｋｓ，ｋｃ〜（ｍ＋１）ｓ，（ｍ＋１）ｃに対応した「ｋ／２」個（ｋ：偶数の場合）若しくは「ｋ／２＋１」個（ｋ：奇数の場合）の移動平均値ＤＴｋ〜ＤＴ（ｍ＋１）が出力されることから、第１実施形態のように、検波処理部４０内の全ての加減算回路４２（１ｓ）〜４２（ｋｃ）に、各搬送波１ｓ〜ｋｃに対応した移動平均値ＤＴｋ〜ＤＴ１を入力することができない。

そこで、本実施形態では、図１０又は図１１に示すように、検波処理部４０を構成する加減算回路４２（（ｍ＋１）ｓ）、４２（（ｍ＋１）ｃ））から加減算回路４２（ｋｓ）、４２（ｋｃ）までの加減算回路には、ＴＡＤ１０から入力される移動平均値ＤＴ（ｍ＋１）〜ＤＴｋを入力し、加減算回路４２（１ｓ）、４２（１ｃ）から加減算回路４２（ｍｓ）、４２（ｍｃ）までの加減算回路には、加減算の対象となる搬送波１ｓ、１ｃ〜ｍｓ、ｍｃの２倍の周波数を有する搬送波に対応した移動平均値ＤＴ（ｍ＋１）〜ＤＴｋ（ｋが偶数の場合）、若しくは、ＤＴ（ｍ＋１）〜ＤＴ（ｋ−１）（ｋが奇数の場合）を入力する。

この結果、本実施形態の同期検波装置においても、第１実施形態の同期検波装置と同様の同期検波結果が得られることになる。
そして、本実施形態の同期検波装置によれば、ＴＡＤ１０に設けるパルス位置数値化部１６の数を、第１実施形態の数の「１／２」若しくは「１／２＋１」にすることができ、ＴＡＤ１０の構成を簡単にして、コストダウンを図ることができる。
（変形例）
なお、本実施形態は、第１実施形態の同期検波装置に請求項７に記載の発明を適用することにより、ＴＡＤ１０の構成を簡素化した場合について説明したが、請求項７に記載の発明は、第２実施形態の同期検波装置に対しても、本実施形態と同様に適用することができる。

つまり、第２実施形態の同期検波装置において、クロック生成部３０及びＴＡＤ１０を図９に記載のものに変更すれば、本実施形態と同様の効果を得ることができる。
但し、第２実施形態の検波処理部４０には、１〜ｋの搬送波毎に、加減算回路４２（１）〜４２（ｋ）が設けられることから、図１２に示すように、加減算回路４２（ｍ＋１）から加減算回路４２（ｋ）までの加減算回路には、ＴＡＤ１０から入力される移動平均値ＤＴ（ｍ＋１）〜ＤＴｋを入力し、加減算回路４２（１）から加減算回路４２（ｍ）までの加減算回路には、加減算の対象となる搬送波１〜ｍの２倍の周波数を有する搬送波に対応した移動平均値ＤＴ（ｍ＋１）〜ＤＴｋを入力するようにすればよい。

但し、図１２は、ｋが偶数の場合を表しており、ｋが奇数の場合には、加減算回路４２（１）から加減算回路４２（ｍ）までの加減算回路には、加減算の対象となる搬送波１〜ｍの２倍の周波数を有する搬送波に対応した移動平均値ＤＴ（ｍ＋１）〜ＤＴ（ｋ−１）を入力するようにすればよい。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内にて、種々の態様をとることができる。
例えば、上記実施形態では、クロック生成部３０は、検波対象となる搬送波の周期の４分の１の周期を有するクロック信号ＣＫ１〜ＣＫｋを生成するものとして説明したが、入力信号Ｖｉｎが、基準周波数ｆ０の整数倍の周波数を有する搬送波（正弦波）だけで構成されており、各搬送波が基準クロックＣＫ０と同期している場合には、クロック生成部３０にて、検波対象となる各搬送波の周期の２分の１の周期を有するクロック信号ＣＫ１〜ＣＫｋを生成するようにしてもよい。

そしてこの場合、ＴＡＤ１０にて、各クロック信号ＣＫ１〜ＣＫｋの前半部分（０〜１８０°）と後半部分（１８０°〜３６０°）とで入力信号Ｖｉｎを移動平均し、検波処理部４０内の加減算回路４２にて、ＴＡＤ１０から入力される移動平均値ＤＴ１〜ＤＴｋを加算（詳しくはその絶対値を加算）するようにすれば、各搬送波１〜ｋの振幅値を求めることができるようになる。

そして、このようにしても不要成分除去部５０で不要な搬送波成分を除去することで、各搬送波１〜ｋの振幅値を正確に求めることができる。

１０…ＴＡＤ（時間Ａ／Ｄ変換器）、１２…パルス遅延回路（リング状パルス遅延回路）、１４…カウンタ、１５ａ〜１５ｚ…遅延回路、１６…パルス位置数値化部、１７ａ〜１７ｚ…感度補正回路、２０…エンコーダ、２２〜２５，２８…ラッチ回路、２６…減算器、３０…クロック生成部、４０…検波処理部、４２…加減算回路、４４…振幅値算出回路、５０…不要成分除去部、５２…演算回路、６０ａ〜６０ｙ…検波部、７０…加算回路。

Claims (10)

1. 周波数が異なる複数の搬送波からなる多重信号を、それぞれ、各搬送波の周期の２分の１又は４分の１の周期で順次移動平均し、その移動平均結果を、各搬送波の一周期の半周期では加算し、残りの半周期では減算することで、各搬送波の振幅値を検波する同期検波方法であって、
   前記加算及び減算により検波された各搬送波の振幅値の内、検波対象となる搬送波の振幅値から、当該搬送波に対し奇数値（２ｘ＋１）倍の周波数を有する他の搬送波の振幅値の奇数値分の１の値（１／（２ｘ＋１））を減じることで（但し、ｘは正の整数）、他の搬送波成分を除去する不要成分除去処理を実施すること、
   を特徴とする同期検波方法。
2. 周波数が異なる複数の搬送波からなる多重信号を、それぞれ、各搬送波の周期の２分の１又は４分の１の周期で順次移動平均する移動平均手段と、
   前記移動平均手段により得られた移動平均結果を、各搬送波の一周期の半周期では加算し、残りの半周期では減算することで、各搬送波の振幅値を検波する検波処理手段と、
   前記検波処理手段により得られた各搬送波の振幅値の内、検波対象となる搬送波の振幅値から、当該搬送波に対し奇数値（２ｘ＋１）倍の周波数を有する他の搬送波の振幅値の奇数値分の１の値（１／（２ｘ＋１）を減じることで（但し、ｘは正の整数）、他の搬送波成分を除去する不要成分除去手段と、
   を備えたことを特徴とする同期検波装置。
3. 前記移動平均手段は、前記多重信号を、それぞれ、前記各搬送波の周期の４分の１の周期で順次移動平均し、
   前記検波処理手段は、前記移動平均手段により搬送波毎に得られた移動平均結果を、同一周波数で位相が４分の１の周期だけずれた正弦波及び余弦波からなる２種類の搬送波に対応して、それぞれ、各搬送波の一周期の半周期では加算し、残りの半周期では減算することで、前記正弦波及び余弦波からなる２種類の搬送波の同期検波を行い、
   前記不要成分除去手段は、前記検波処理手段により得られた正弦波または余弦波の搬送波における検波処理結果から、当該搬送波に対し奇数値（２ｘ＋１）倍の周波数を有する正弦波または余弦波からなる他の搬送波の振幅値の奇数値分の１の値（１／（２ｘ＋１））を減じることで、他の搬送波成分を除去することを特徴とする請求項２に記載の同期検波装置。
4. 前記移動平均手段は、前記多重信号を、それぞれ、前記各搬送波の周期の４分の１の周期で順次移動平均し、
   前記検波処理手段は、前記移動平均手段により搬送波毎に得られた移動平均結果を、同一周波数で位相が４分の１の周期だけずれた２種類の搬送波に対応して、それぞれ、各搬送波の一周期の半周期では加算し、残りの半周期では減算することで、前記２種類の搬送波の同期検波を行い、該同期検波により得られた２種類の搬送波の振幅値の内、一方の振幅値を同相成分、他方の振幅値を直交成分として、該同相成分の二乗値と直交成分の二乗値との和の平方根を求めることで、位相が不明な搬送波の振幅値を算出することを特徴とする請求項２に記載の同期検波装置。
5. 前記多重信号に含まれる複数の搬送波に対応して、各搬送波の周期の４分の１の周期に同期した複数のクロック信号を発生するクロック生成手段を備え、
   前記移動平均手段は、
   入力信号である前記多重信号の信号レベルに応じた遅延時間で入力パルスを遅延させて出力する遅延ユニットが複数段縦続接続され、パルス信号を各遅延ユニットの遅延時間にて順次遅延しながら伝送させるパルス遅延手段と、
   前記クロック生成手段が発生する複数のクロック信号に同期して、それぞれ、前記パルス遅延手段内でのパルス位置を検知することにより、前記多重信号に含まれる複数の搬送波の４分の１の周期の移動平均値を算出する複数のパルス位置数値化手段と、
   を備えたことを特徴とする請求項２〜請求項４の何れか１項に記載の同期検波装置。
6. 前記クロック生成手段は、前記多重信号に含まれる搬送波の内、周波数が最も低い搬送波と周期が同じクロック信号を基準クロックとし、該基準クロックを逓倍することで、前記移動平均値算出用の複数のクロック信号を生成することを特徴とする請求項５に記載の同期検波装置。
7. 前記クロック生成手段は、前記多重信号に含まれる搬送波の内、周波数が最も高い特定搬送波から、基準クロックの周波数に対する倍率が、前記特定搬送波の前記基準クロックの周波数に対する倍率ｋの２分の１の倍率に値１を加えた倍率（ｋ／２＋１）となる周波数を有する搬送波までの、高周波数側の搬送波毎に、各搬送波の周期の４分の１の周期に同期した複数のクロック信号を発生し、
   前記移動平均手段には、前記クロック生成手段が生成するクロック信号に対応して、前記パルス位置数値化手段が設けられていることを特徴とする請求項６に記載の同期検波装置。
8. 前記移動平均手段において、
   前記パルス遅延手段は複数備えられ、前記複数のパルス位置数値化手段は、前記複数のパルス遅延手段に分散して設けられており、
   前記各パルス遅延手段に設けられたパルス位置数値化手段毎に、各パルス遅延手段の遅延特性のばらつきによる数値化誤差を補正するための補正手段が設けられていることを特徴とする請求項５〜請求項７の何れか１項に記載の同期検波装置。
9. 前記検波処理手段は、検波対象となる複数の搬送波の内、周波数が最も低い搬送波の周期と同じ一定周期を検波対象期間として、該検波対象期間の間、前記移動平均手段により得られた移動平均結果をそれぞれ加算及び減算することで、各搬送波の振幅値を検波することを特徴とする請求項２〜請求項８の何れか１項に記載の同期検波装置。
10. 前記移動平均手段、前記検波処理手段、及び、前記不要成分除去手段からなる同期検波手段を複数備え、更に、
    該複数の同期検波手段にて得られた複数の搬送波の振幅値を、搬送波毎に加算若しくは平均化することで、前記複数の搬送波の振幅値を算出する演算手段を設けたことを特徴とする請求項２〜請求項９の何れか１項に記載の同期検波装置。

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